Фамилия Карбузов звучит как что-то плотное, материальное, и это ощущение не обманывает. Её основа — слово «карбуз», которое в южнорусских и украинских говорах означает «арбуз». В этом же ряду стоят фамилии Кавунов, Каунов, Гарбузов — все они от названий бахчевых культур. Разница лишь в диалекте: на юге России и Украине арбуз издавна называли кавуном, гарбузом или карбузом.

Модель образования типична для русской фамильной системы: к основе «карбуз» добавили патронимический суффикс -ов. Такую фамилию давали сыну человека, которого в округе знали по прозвищу Карбуз. Прозвище могло закрепиться за торговцем арбузами, за огородником, у которого бахча была главным занятием, или просто за любителем этой ягоды. В крестьянской среде прозвища часто давали по роду занятий или по заметной черте, и «арбуз» — вполне конкретная и понятная метка.

Есть и альтернативная версия, менее распространённая: в некоторых говорах «карбуз» могло означать нечто грубое, неуклюжее, плотное — по ассоциации с формой и тяжестью плода. Но первое объяснение, через арбуз, выглядит убедительнее: оно привязано к реальному быту и хозяйству южных регионов.

Географически фамилия Карбузов тяготеет к югу России — к Воронежской, Ростовской, Волгоградской областям, а также к бывшим территориям Области Войска Донского. Встречается она и на Украине, где перешла в разряд русских фамилий через суффикс -ов. В украинской среде та же основа дала бы фамилию Карбуз или Карбузенко.

С точки зрения словообразования фамилия прозрачна и архаична: она не несёт в себе дворянского или служилого оттенка, а указывает на крестьянское или мещанское происхождение. В дореволюционных переписях Карбузовы — это чаще всего государственные крестьяне или однодворцы, жившие на южных окраинах империи.