Фамилия Карабетдинов происходит от мужского имени Карабетдин — сложного арабо-мусульманского имени, которое складывается из двух частей. Первая часть, «карабат», восходит к арабскому слову со значением «близость к Аллаху», а также «родство, братство, дружба». Вторая часть — «дин», в переводе с арабского означающая «религия, вера, вероисповедание». Таким образом, имя Карабетдин осмысляется как «человек, близкий к религии» или «близкий к вере».

Модель образования фамилии типична для тюрко-мусульманской ономастики, адаптированной русской патронимической системой: к основе имени Карабетдин добавляется русский суффикс -ов, образующий фамилию по отцу («чей?» — сын Карабетдина). Такой способ словообразования закрепился у многих народов Поволжья, Урала и Кавказа, где фамилии на -ов и -ин оформлялись по русскому образцу.

В старину, давая сыну имя Карабетдин, родители вкладывали в него пожелание: чтобы ребёнок вырос глубоко верующим, благородным человеком, духовно близким к Богу. Имя служило своего рода оберегом и жизненной программой, отражая те качества, которые родственники хотели видеть в наследнике.

Фамилия Карабетдинов — звонкая и редкая, сохранившая в своей основе арабский корень, но при этом полностью вписавшаяся в русскую фамильную модель. Встречается преимущественно в среде татар, башкир и других тюркоязычных народов, исповедующих ислам.