Фамилия Карадимитрова — яркий пример болгарской модели образования фамилий, где славянская основа переплелась с тюркским влиянием. Как и большинство болгарских фамилий, она оканчивается на -ов/-ев (в женском роде — -ова/-ева) и происходит от крестильного имени. Разберём её по частям.

Первая часть, «Кара», восходит к тюркскому мужскому имени Кара. У этого корня несколько значений: «чёрный цвет», «грозный», «сильный», «главный» или «простой народ». В ономастике имя Кара часто выступало как прозвище, подчёркивающее тёмный цвет волос или кожи, либо как указание на могущество и знатность. Вторая часть — имя Димитър, болгарский вариант церковного имени Димитрий (Дмитрий). Оно греческого происхождения и означает «принадлежащий Деметре» (богине земледелия). Таким образом, исходное личное имя Карадимитър (Кара + Димитър) могло означать «Чёрный Димитр» или «Грозный Димитр» — типичное для балканского региона составное имя, где тюркский эпитет уточнял христианское имя.

Фамилия образовалась по стандартной болгарской схеме: к полной форме имени Карадимитър добавили суффикс -ов, что буквально означает «сын Карадимитра». Такая модель характерна для болгарской антропонимии и встречается у фамилий, образованных от крестильных имён (сравните: Минков, Младенов, Стоянов). В отличие от русских фамилий, где часто использовались уменьшительные формы, болгары нередко брали полное имя.

Процесс закрепления фамилий в Болгарии был длительным и завершился в основном к концу XIX века. Точное место и время возникновения рода Карадимитровых можно установить только через генеалогические исследования, но географически фамилия, скорее всего, связана с регионами, где было сильно тюркское влияние (например, южная Болгария или области с турецким населением). Сегодня фамилия Карадимитрова редкая и встречается преимущественно в Болгарии и среди болгарской диаспоры.