Фамилия Карагужова образована от мужской формы Карагужов, а та, в свою очередь, — от прозвища Карагуж. Разбор фамилии стоит начать с её корня, который явно не славянский, а тюркский. Основа «кара» в тюркских языках означает «чёрный», «тёмный» или «сильный», «великий» (в переносном смысле). Вторая часть «гуж» (или «гужь») имеет несколько значений: это может быть «сила», «мощь», либо часть упряжи (ремень, хомут), а в некоторых диалектах — «шум», «гам». Скорее всего, прозвище Карагуж означало «чёрный силач», «тёмный, могучий» или относилось к человеку с тёмными волосами и крепким телосложением.

Суффикс -ов указывает на стандартную русскую модель образования фамилий от прозвищ или имён, оканчивающихся на согласный. Первоначально Карагужов — это «сын Карагужа» или «принадлежащий Карагужу». Окончание -а в женской форме Карагужова — грамматический признак рода, не несущий дополнительного смысла.

География фамилии сегодня тяготеет к южным регионам России, Поволжью и Уралу, что совпадает с зонами активного контакта русского и тюркского населения. Встречается фамилия также в Казахстане и Средней Азии, где тюркские корни более прозрачны. Предки Карагужовых, скорее всего, были крестьянами или казаками, получившими прозвище за внешность или нрав, а не за ремесло — в отличие от фамилий, образованных от названий профессий.

Редкость фамилии в том, что вторая часть «гуж» не так часто встречается в русских фамилиях тюркского происхождения. Более распространены варианты с «кара» и «баш» (голова), «кара» и «кул» (раб, слуга). Карагужов — пример более «тёмного» (в прямом и переносном смысле) прозвища, которое не получило широкого распространения, но сохранилось в отдельных родах. Спорных версий у этой фамилии немного: некоторые исследователи допускают связь с этнонимом «каракалпаки» (чёрные шапки), но для Карагужова это натяжка — основа другая. Надёжнее считать, что прозвище описывало конкретного человека, а не его племенную принадлежность.