Фамилия Каракенжиев — редкий случай, когда в одной основе соединились тюркское и славянское начала. Разобрать её стоит не с корня, а с суффикса: -ев указывает на русскую модель образования фамилий от имён или прозвищ, но сама основа явно не славянская.

Корень «Каракенж» — составной. Первая часть, «кара», в тюркских языках означает «чёрный» (ср. каракуль, караван, Карабах). Вторая часть, «кенж» или «кенже», в казахском, киргизском, узбекском языках — «младший», «последний ребёнок» в семье. Таким образом, «каракенж» можно перевести как «чёрный младший» или, более вероятно, «младший из тёмных» — возможно, прозвище по внешности или по порядку рождения.

Встречается фамилия почти исключительно у балкарцев и карачаевцев, а также у казахов с русифицированным окончанием. Ономасты (в частности, исследователь тюркских фамилий А. Суперанская) отмечают, что такие прозвища часто давали детям, родившимся последними в многодетной семье, либо отличавшимся смуглой кожей. В карачаево-балкарской среде «кенже» — традиционное имя для младшего сына, а «кара» могло усиливать значение: «совсем младший» или «тёмненький».

Фамилия не получила широкого распространения за пределами Северного Кавказа и Казахстана. В документах XIX века встречаются варианты написания: Каракенжев, Каракенджыев. Окончание -ев, а не -ов, типично для фамилий, образованных от основ на мягкий согласный или на -ж.

Искать каких-то известных носителей в общероссийских справочниках смысла нет — фамилия локальная, её носители живут преимущественно в Кабардино-Балкарии и Карачаево-Черкесии. По сословной принадлежности предки могли быть и узденями (свободными крестьянами-воинами), и простыми горцами — фамилия не указывает на дворянство.

Версия о связи с «кенжа» (топор) или «кенжек» (маленький нож) маловероятна: тюркские антропонимы редко строятся на названиях инструментов без дополнительных суффиксов. Самый простой и правдоподобный разбор: «младший тёмный» — прозвище, которое закрепилось за родом и через поколения превратилось в фамилию.