Фамилия Карайчева — женская форма фамилии Карайчев, которая образована по самой распространённой в русском языке модели: от основы мужского прозвища или имени с помощью суффикса -ев. Суффикс -ев, а не -ов, указывает на то, что основа оканчивалась на мягкий согласный или на -й (в данном случае — на -й). Вопрос в том, что легло в основу: тюркское слово, дохристианское славянское имя или прозвище, связанное с характером человека.

Самая вероятная версия возводит фамилию к тюркскому слову «карай» — «чёрный», «смуглый», «тёмный». В тюркских языках «кара» (чёрный) часто входило в состав личных имён (Карай, Караман) и прозвищ, обозначая либо внешность (темноволосый, смуглый), либо социальное положение (простой, чёрный человек, незнатного рода). Суффикс -й мог придавать имени уменьшительный или ласкательный оттенок. Таким образом, Карай — это человек с тёмными волосами или смуглой кожей, либо же носитель имени Карай, распространённого у татар, башкир и других тюркских народов. Фамилия Карайчев тогда означает «сын Карая», а Карайчева — «дочь» или «жена» из рода Карайчевых.

Менее распространённая, но возможная версия — от славянского прозвища Карай, связанного с глаголом «карать» (наказывать). В этом случае Караем могли назвать сурового, строгого человека или того, кто вершил суд. Однако такая версия слабее: глагол «карать» давал скорее фамилии на -ин (Караев) или на -ов (Каратов), а форма с -й для славянских прозвищ нехарактерна. Более того, в древнерусских источниках имя Карай не встречается как славянское, а как тюркское — да.

Географически фамилия Карайчев (и Карайчева) тяготеет к югу России и Поволжью — регионам активного русско-тюркского взаимодействия. Встречается она нечасто, что говорит об относительно позднем оформлении (вероятно, в XVII–XVIII веках, когда крестьянам массово давали фамилии по отцу). Носительница фамилии может с равной вероятностью иметь русские или татарские корни: в обоих случаях фамилия прошла через русскую словообразовательную модель и закрепилась в православной среде. Одно можно сказать уверенно: предок Карайчевых был человеком, которого окружающие запомнили по имени или прозвищу Карай — смуглому, строгому или просто носившему это необычное для русского уха имя.