Фамилия Карамазова — женская форма от Карамазов, и чтобы понять её происхождение, нужно разобрать мужской вариант. В основе лежит прозвище Карамаз. Слово это составное: первая часть «кара» из тюркских языков означает «чёрный», а вторая «маз» — от глагола «мазать», то есть пачкать. Дословно Карамаз — «черномазый», «чернолицый». Прозвище могли дать человеку со смуглой кожей, черноволосому или тому, кто часто пачкался в саже или грязи по роду занятий, например, кузнецу или печнику.

Фамилия образована по стандартной русской модели с суффиксом -ов, который указывает на принадлежность: Карамазов — сын Карамаза. В ономастике эта фамилия известна прежде всего благодаря роману Достоевского «Братья Карамазовы». Писатель, по его собственным словам, не выдумал её, а взял из реальной жизни: в бытность в ссылке в Сибири он встретил человека по фамилии Карамазов. Интересно, что в тюркских языках есть и другое значение слова «карамаз» — «упрямый», «непослушный», что идеально легло на характеры героев Достоевского, но это, скорее, художественное совпадение, а не прямое заимствование.

Географически фамилия Карамазов встречается нечасто, но имеет устойчивое распространение в южных регионах России, Поволжье и на Северном Кавказе, что логично для фамилии с тюркским корнем. В дореволюционных переписях носители Карамазовых фиксировались в основном среди крестьян и мещан, никаких дворянских родов с такой фамилией не известно. Таким образом, Карамазова — это фамилия, которая с большой вероятностью ведёт род от человека с тюркскими корнями или человека, получившего прозвище за смуглый цвет лица либо за профессию, связанную с пачканьем.