Фамилия Карабаналов — редкий случай, когда географическая привязка оказывается надёжнее, чем прозрачная этимология. Если отбросить словообразовательную модель, сразу бросается в глаза, что фамилия почти наверняка связана с конкретным местом — рекой Карабана, притоком Урала, или с одноимённым посёлком в Атырауской области Казахстана. Такие названия в тюркских языках обычно складываются из «кара» (чёрный) и «бана» (от «байна» — богатый, или от искажённого «бана» — стоянка, место). То есть исходный топоним мог означать «чёрное богатое место» или «тёмная стоянка», а фамилия Карабаналов — это типичный «топонимический» вариант, образованный по русской модели: от названия реки или села через суффикс -ов.

Модель образования проста: основа Карабанал- (от названия Карабана) плюс патронимический суффикс -ов. Фактически, это «сын человека с реки Карабана» или «выходец из Карабана». Суффикс -ал- в основе — не русский, а тюркский; он мог возникнуть при адаптации топонима в русской речи, когда к «Карабана» добавили формант -л (по аналогии с названиями вроде Урал, Канал) или же это искажённое «Карабаналы» — «карабанец» на местном наречии.

Вторая версия, менее вероятная, но не отбрасываемая полностью, — прозвищное происхождение. В диалектах русского языка «карабан» иногда означало нечто грубое, тяжёлое или неуклюжее (ср. «карабанить» — тащить, громыхать). В этом случае Карабаналов — «сын Карабана», то есть человека с таким прозвищем. Однако против этой версии говорит редкость самого слова «карабан» в письменных источниках и отсутствие устойчивых однокоренных фамилий (например, Карабанов встречается, но это другая основа — от «карабан» как разновидности повозки).

С точки зрения географии, фамилия Карабаналов почти не встречается за пределами Оренбургской области и прилегающих районов Казахстана. Это указывает на довольно узкий ареал расселения — скорее всего, предки были казаками или крестьянами, переселившимися на реку Карабану в XVIII–XIX веках. В метрических книгах Оренбургской губернии фамилия фиксируется с середины XIX века, что подтверждает её позднее формирование (не ранее конца XVIII столетия). Социальный состав носителей — в основном государственные крестьяне и отставные солдаты, без признаков дворянского происхождения.

Таким образом, Карабаналов — редкая фамилия-топоним, за которой стоит конкретная река или село в приуральских степях. Её носители — потомки людей, чья фамилия буквально говорит: «мы с Карабаны».