Фамилия Карамшина — женская форма, мужская — Карамшин. В её основе лежит тюркское или арабское личное имя, что сразу указывает на вероятные корни носителей: выходцы из татарской, башкирской или другой тюркоязычной среды, принявшие православие, либо потомки служилых людей, перешедших на русскую службу в XV–XVII веках.

Разбираем имя-основу. «Карамша» или «Карамш» — это диалектный вариант имени Карамыш или Карамза. В тюркских языках «кара» означает «чёрный», «тёмный», «сильный», а суффикс «-мыш» или «-мша» часто образует имена со значением «ставший», «сделавшийся». Таким образом, Карамша — «почерневший», «возмужавший», «окрепший». В некоторых говорах «карамша» могло быть прозвищем для смуглого или коренастого человека. Встречается и арабская версия: от имени Керим (щедрый, благородный), но она менее вероятна для данной формы — переход «ерим» в «арам» нехарактерен.

Суффикс «-ин» в фамилии Карамшин — типичный русский патронимический показатель, означающий «чей?», «сын кого?». То есть Карамшин — «сын Карамши». Такая модель образования (тюркское имя + русский суффикс) характерна для фамилий, возникших в среде поместных дворян и однодворцев южных и восточных окраин России, где шёл активный контакт с тюркскими народами.

Географически фамилия Карамшина встречается в Поволжье, на Урале и в Западной Сибири. Самый известный след — в архивах Оренбургской и Уфимской губерний, где записаны Карамшины из числа башкирских вотчинников и казаков. Встречается и редкое написание через «о» — Коромшина, что может указывать на местное произношение («аканье» или «оканье»).

Сословно Карамшины могли быть как крестьянами, так и служилыми людьми. В XIX веке фамилия фиксируется среди мещан и купцов в городах Среднего Урала. Общего знаменитого носителя у фамилии нет, что типично для недворянских родов: их история — это история рядовых, но не потерянных в документах людей.