Фамилия Карамемешева — редкий пример, где тюркское имя-прозвище соединилось с русским патронимическим суффиксом. Основа здесь — мужское личное имя или прозвище Карамемеш, которое состоит из двух корней: «кара» (чёрный, тёмный) и «мемеш» — диалектная форма имени Мехмед (Магомед). Буквально — «чёрный Мехмед» или «тёмный Магомет». Такие составные имена были распространены у народов Поволжья и Кавказа, где «кара» могло указывать на смуглый цвет кожи, волос или на социальное положение («простой», «чёрный» в смысле «незнатный»).

Модель образования фамилии — типичная русская: к основе Карамемеш добавили суффикс -ев (фонетический вариант -ов после мягкого согласного), а затем женское окончание -а. Фамилия Карамемешев (мужской вариант) принадлежала, скорее всего, крещёным татарам, башкирам или представителям других тюркских народов, которые переходили в православие и получали фамилии по имени отца. Женская форма Карамемешева — это либо замужняя женщина, либо дочь.

Географически фамилия тяготеет к регионам, где исторически жили татары и мишари: Татарстан, Башкортостан, Оренбуржье, Нижегородская область. В дореволюционных метрических книгах и ревизских сказках она почти не встречается — это говорит о её локальном бытовании в пределах одной-двух деревень. В советское время, с массовой паспортизацией, фамилия могла закрепиться за потомками конкретного рода.

Однокоренных фамилий немного: Карамешев, Карамемешев (без -а на конце). Близки по смыслу Карамаев (от имени Карамай — «чёрная обезьяна» или «чёрное масло») и Карамурзин (от Карамурза — «чёрный князь»). Но Карамемешева выделяется именно сочетанием «кара» с исламским именем — это указывает на смешанную культурную среду, где тюркское языковое наследие переплелось с мусульманской традицией именования.

Носителей фамилии сегодня мало, в открытых базах данных — единицы. Это делает её ценной для генеалогического поиска: если фамилия ваша, искать предков стоит через архивы Казанской или Уфимской губернии, обращая внимание на списки крещёных татар и мещан.