Фамилия Карапаев — редкий случай, когда исконное имя не просто перешло в фамилию, но и изменило звучание, закрепившись в особой географической точке. Её основа — тюркское обрядовое имя Карабай, широко распространённое у татар и башкир. Смысл имени двойной: с одной стороны, «кара» переводится как «чёрный», «смуглый» и «сильный», а «бай» — «господин», «богач». Получается «смуглый мальчик» или «мощный бай». С другой — у тюркских народов это имя нередко служило кличкой для темношерстных собак, что не снижало его ценности: в традиционной культуре имя-оберег, данное по цвету шерсти, считалось защитой от злых духов.

Главная особенность фамилии — замена корневого «б» на «п»: Карапаев вместо ожидаемого Карабаев. Это не ошибка письма, а яркий диалектный признак. У казанских татар закрепился вариант Карабаев, а у татар, издавна живущих в Астраханской области, — Карапаев. В астраханских говорах глухой «п» на месте звонкого «б» — характерная черта произношения, которая перешла в документы и закрепила фамилию в таком виде. Сейчас имя Карабай практически вышло из употребления, но оставило после себя две ветви фамилий, по которым можно проследить миграцию и диалектные границы татарского населения.