Фамилия Караев — одна из тех русских фамилий, чья основа уходит корнями в тюркский мир. Её появление в России связано с историческим фактом: многие дворянские роды империи имели нерусское происхождение, и фамилия Караев — тому пример. В основе лежит тюркско-татарское мужское имя Карай, которое переводят как «стань грозным, сильным, мощным». По другой версии, фамилия восходит к более древнему имени Кара со значением «черный; большой, сильный». В XII веке имя Карай было широко распространено среди казанских татар, и сегодня носителей фамилии Караев можно встретить не только у татар, но и у узбеков, азербайджанцев и русских.

Словообразовательная модель проста: к тюркской основе добавили русский патронимический суффикс -ев (вариант -ов после мягкого согласного), что характерно для фамилий, образованных от имени отца. То есть Караев — буквально «сын Карая» (или «сын Кары»).

Известен древний татарский род Караевых. В переписной книге Ивана Аничкова за 1646–1652 годы упоминается Девлексей мурза Девлеткильдеев сын Караева, за которым числилось три жеребья в деревнях Четаево (ныне Чутеево Кайбицкого района), Идрязево (ныне Идряс–Теникеево Апастовского района) и селе Куланга (ныне в Кайбицком районе). Пашенной земли у него было более 180 четвертей, а сенокосных угодий — 133,5 десятины. В первой четверти XVIII века служилые мурзы Караевы всё ещё проживали в деревне Чутеево Свияжского уезда. В конце XVIII века среди владельцев земель при деревне Калеево Малая Бахта Чистопольского уезда значатся Денис Абдрахманов сын, Темирбулат и Абдулвагап Курманаевы дети Караевы. В XIX веке фамилия отмечена среди жителей деревни Верхние Термы Уфимского уезда (ныне Чишминский район Башкирии).

В более поздних архивных записях фамилия встречается и на Кавказе, и в Казахстане. В архивах МВД Кабардино-Балкарии зафиксирован Караев Адильгери, родившийся в 1880 году в селе Куспарты. А по сведениям ДКНБ РК по Западно-Казахстанской области известен казах Караев Алимбай, 1883 года рождения из села Шапрашта (Алма-Атинская область). Таким образом, фамилия Караев — не пережиток далёкого прошлого, а живая фамилия, которая за несколько столетий разошлась по разным регионам и народам, сохранив связь со своим тюркским корнем.