Фамилия Карбелашвили по своему происхождению — грузинская, на что прямо указывает типичный суффикс -швили («дитя», «потомок»). В грузинской ономастике этот формант входит в число самых распространённых, образуя фамилии от самых разных основ: имён, прозвищ, ремёсел. Однако корень здесь не грузинский, а тюркский. Основа восходит к тюрко-татарско-башкирскому мужскому имени Карабел.

Значение этого имени двойственное. Первая часть, «кара», в тюркских языках может означать как «чёрный» (указывая на смуглый цвет кожи или тёмные волосы), так и «сильный», «грозный», «великий» (в составе титулов и почётных имён). Вторая часть — «бел» — восходит к слову со значением «господин», «глава», «князь» (ср. тюркское «бек»). Таким образом, имя Карабел могло нести два совершенно разных смысла: либо «чёрный (смуглый) мальчик» (чисто описательное прозвище по внешности), либо «сильный господин», «главный правитель» (пожелание ребёнку власти и благополучия). Выбор имени родителями, скорее всего, был мотивирован именно вторым, благопожелательным значением.

В процессе бытования фамилия утратила второй гласный «а» — форма «Карабелашвили» превратилась в более краткую «Карбелашвили». Это типичное фонетическое сжатие, когда безударный гласный выпадает, чтобы облегчить произношение. Встречаются и варианты написания с конечным «-ов» (Карбелашов) — результат русификации фамилии в документах, но исконной остаётся именно грузинская модель на -швили.

Носители фамилии — потомки человека, которого в своё время назвали тюркским именем Карабел. Скорее всего, предки жили в регионах исторического соприкосновения грузинского и тюркского миров — на юге Грузии, в Кахетии или в районах, граничащих с Азербайджаном. Фамилия не относится к древней грузинской аристократии (княжеским родам на -дзе или -ели), а является рядовой, патронимической, то есть указывающей на отца или деда. Встречаемость её невысока, что типично для фамилий, образованных от редких заимствованных имён.