Фамилия Черепаова — довольно редкая, и её необычность в первую очередь бросается в глаза из-за написания. Перед нами нестандартная форма: окончание -ова при основе, оканчивающейся на гласный. В русской традиции фамилии с суффиксом -ов/-ев обычно образуются от основ на согласный (Петр — Петров), а на гласный — с помощью -ин (Илья — Ильин). Здесь же мы видим «Черепа-ова», что заставляет задуматься: не возникла ли фамилия из-за диалектного произношения или ошибки при записи? Наиболее вероятное объяснение — перед нами вариант фамилии Черепанов, где конечный «н» отпал или был утрачен в говоре. В северных и сибирских говорах, где фамилия Черепанов (от слова «черепан» — гончар, горшечник) была широко распространена, такое стяжение встречается.

Если же отталкиваться от зафиксированной формы, то основа «Черепа» могла быть прозвищем. В русских говорах «черепа» — не только медлительный человек (от «черепаха»), но и, что важнее, мастер по изготовлению черепов — то есть гончар. Глиняную посуду называли «черепами», а мастера — черепаном или черепой. Так что прозвище Черепа мог получить либо гончар, либо человек с крупной головой (от «череп»), либо медлительный. Суффикс -ов в фамилии Черепаова указывает на принадлежность: «сын Черепы», то есть потомок человека с таким прозвищем.

С географической точки зрения, фамилия Черепаов (и её женская форма Черепаова) тяготеет к Уралу и Сибири. Именно там, в среде мастеровых и горнозаводских крестьян, фамилия Черепанов встречалась особенно часто. Черепаова, как её ответвление, могла закрепиться в какой-то одной местности, например, в Пермской или Вятской губернии, где диалектные особенности произношения «съедали» конечные согласные. Это редкий случай, когда написание фамилии сохранило живую народную речь, не подогнанную под книжные нормы.

Таким образом, фамилия Черепаова — это, скорее всего, вариант фамилии Черепанова, возникший в результате редукции звука. Предки носителя этой фамилии с высокой вероятностью были гончарами (черепанами) или, реже, людьми с характерным прозвищем, связанным с медлительностью или внешностью.