Фамилия Карагузина — редкий случай, когда основа почти наверняка тюркская, а суффикс — русский, причем женский. Мужской вариант — Карагузин. Чтобы понять её корни, достаточно разобрать имя или прозвище, от которого она пошла: «Карагуз» или «Карагуза».

Слово «кара» в тюркских языках означает «чёрный», а «гуз» — «глаз». Получается «черноглазый» или «черный глаз». Прозвище по цвету глаз — одна из самых распространённых моделей в тюркской ономастике. Встречается и вариант «Карагёз» (с другим произношением), который в некоторых диалектах дал фамилии Карагёзов, Карагезов. Фамилия Карагузина, скорее всего, закрепилась в тех регионах, где звук «г» остался твёрдым, или где запись в документах пошла через «у» (карагуз — «черный глаз» как цельное слово).

Модель образования проста: к основе «Карагуз» добавили русский патронимический суффикс -ин. В русской традиции так образовывали фамилии от основ, оканчивающихся на -а или мягкий согласный: «чей?» — Карагузин. Это указывает, что предок носителя фамилии был известен в своей общине как Карагуз (черноглазый человек). Фамилия могла появиться как у татар, башкир, так и у других тюркоязычных народов, живших в смешанных с русскими районах.

Встречается и другая, менее вероятная версия: связь с тюркским словом «куз» в значении «овраг», «долина». Тогда «Карагуз» — «черный овраг», топонимическое прозвище по месту жительства. Но для антропонимов (личных прозвищ) цвет глаз — более типичный и частый случай, чем название оврага. Поэтому версия «черноглазый» — основная и самая правдоподобная.

Сословно носители фамилии Карагузины вряд ли принадлежали к высшей аристократии: тюркские прозвища чаще всего закреплялись у служилых татар, казаков, крестьян или мещан. Географически фамилия тяготеет к Поволжью, Приуралью и южным регионам России, где исторически был силен тюркский компонент. Никаких громких исторических личностей с этой фамилией в открытых источниках не зафиксировано, что подтверждает её народное, «низовое» происхождение.