Фамилия Кантакузин — случай редкий и яркий. Она не выросла из русского прозвища или имени, а пришла в Россию уже готовой, с богатой родословной. Её основа — греческая фамилия Καντακουζηνός (Кантакузинос), которую носил знатный византийский род, давший империи императора Иоанна VI Кантакузина в XIV веке.

Словообразовательная модель здесь не русская: нет привычных суффиксов -ов, -ин или -ский. Фамилия вошла в русский язык как транслитерация греческой, без переработки. Поэтому её не разберёшь на корень и окончание по правилам славянской ономастики. В греческом варианте возможна связь с τούζα (туза) — «лук» или «арка», но лингвисты считают это народной этимологией, а не доказанным фактом. Достовернее версия происхождения от топонима: местечко Кантакузи (Καντακουζί) во Фракии, откуда род пошёл.

В Россию Кантакузины попали в XVIII веке, когда представители греко-молдавской аристократии переселялись на службу к русским монархам. В Российской империи их записывали с окончанием -ов, превращая в Кантакузиных, но первоначальная форма — Кантакузен или Кантакузин — сохранялась в дворянских документах. Это не крестьянская и не мещанская фамилия, а фамилия высшего сословия, рода, входившего в родословные книги нескольких губерний.

Есть и совсем редкий вариант — Кантакузен, с немецким окончанием, который встречается в прибалтийских губерниях. Но основная масса русских носителей — потомки тех самых греко-молдавских бояр, чья фамилия закрепилась в форме Кантакузин.