Фамилия Карагужинова женская, но её основа — мужская форма Карагужинов. Это тюркская фамилия, и её разбор стоит начать не с корня, а с модели образования, потому что суффикс здесь необычный для русского уха.

Мужской вариант Карагужинов построен по русской патронимической модели (-ов), но прикреплён к тюркскому составному имени или прозвищу. Основа «Карагуж» распадается на две части: «кара» (чёрный, тёмный, а в переносном смысле — сильный, простой, народный) и «гуж». Вторая часть сложнее. «Гуж» в тюркских языках может означать «сила», «мощь», «богатырь» (ср. казахское «күш» — сила, или башкирское «гөж» — мощь). Есть и другая версия: «гуж» — это ременная петля в упряжи, деталь конской сбруи. Тогда «кара гуж» — «чёрная упряжь» или «чёрный ремень». Но в ономастике прозвища по частям упряжи встречаются реже, чем прозвища по качествам человека.

Правдоподобнее выглядит версия с «силой». «Карагуж» — это «чёрная сила» или «крепкий, могучий, как чёрный богатырь». Имя или прозвище Карагуж (Каракуж, Карагоз) фиксируется у башкир, казахов, татар. В русских документах XVI–XVII веков встречаются люди с именем Карагуж — например, служилые татары или башкиры, переходившие на русскую службу. Именно от такого личного имени Карагуж и образовали фамилию Карагужин, а потом и Карагужинов — с дополнительным русским суффиксом -ов, который закрепился при адаптации в русской среде.

Географически фамилия тяготеет к Южному Уралу и Оренбуржью, реже встречается в Казахстане и Башкортостане. В русском написании возможна двойная трактовка ударения: Карагýжинова или Карагужи́нова — зависит от местного говора.

Никаких знаменитых носителей в широких энциклопедиях нет, но это типичная фамилия потомков тюркских воинов или крестьян, получивших прозвище по силе или внешности. По сути, Карагужинов — это «сын Карагужа», то есть «сын Чёрного богатыря».