Фамилия Карадимова — довольно редкая, и её происхождение напрямую связано с тюркскими языками. Основа «Карадим» восходит к сложению двух слов: «кара» (чёрный, тёмный) и «дим» (вариант слова «дым», то есть туман, дымка, или же, в переносном смысле, «душа», «жизнь»). Скорее всего, исходное прозвище Карадым или Карадим означало человека с тёмным, смуглым лицом, либо того, кто был сумрачен и нелюдим — «чёрный дым» как образ угрюмости. В тюркской ономастике «кара» часто указывает на силу, мощь или просто цвет, а не на что-то зловещее.

Суффикс «-ов(а)» в женском роде указывает на принадлежность: Карадимова — дочь или жена Карадимова. Сама же мужская форма Карадимов образована от прозвища Карадим с помощью стандартного русского патронимического суффикса, что говорит о том, что фамилия складывалась в русскоязычной среде, вероятно, у тюркоязычных народов, перешедших на русский язык. Это типичная модель для татарских, башкирских, азербайджанских и других фамилий, адаптированных в России.

Географически фамилия тяготеет к регионам Поволжья, Предкавказья и Урала, где исторически жили тюркские народы. Носители фамилии могли быть крестьянами, ремесленниками или служилыми людьми, получившими прозвище по внешности или характеру. Встречается она и в среде балкарцев и кумыков, где слово «дим» может означать «дым» или «очаг», тогда Карадим — «чёрный очаг» (возможно, прозвище кузнеца или человека, жившего у закопчённого очага).

Вторая, менее вероятная версия, связывает корень «дим» с арабским «дин» (вера) через тюркское посредничество. Тогда Карадим могло означать «чёрная вера» или «тёмная религия» — так могли назвать язычника или человека, не соблюдающего обряды. Однако эта гипотеза слабее: звуковое совпадение «дим» и «дин» неполное, а в тюркских языках «кара» редко образует прозвища с религиозным оттенком. Правдоподобнее первое объяснение — по внешности или характеру.

Сравнение с однокоренными фамилиями, такими как Карамзин (от Карамза — «чёрный, смуглый»), Каратаев, Карамышев, подтверждает продуктивность модели «кара + основа». Карадимова стоит в том же ряду, но сохраняет более прозрачную внутреннюю форму — «чёрный дым».