Фамилия Карбузова чаще всего связана с тюркскими корнями, хотя её окончание -ов указывает на то, что оформлена она уже по славянской модели — как притяжательное прилагательное, отвечающее на вопрос «чей?». В основе лежит прозвище Карбуз, и здесь есть несколько версий происхождения.

Согласно первой, прозвище Карбуз состоит из двух тюркских основ: «кар» (снежный, снеговой) и «буз» (рост, а также серый или светло-серый оттенок). Такое имя могли дать либо по погоде в день рождения ребёнка, либо по внешности — например, светлым волосам или глазам.

Вторая версия более прозаична: тюркское слово «карбуз» означает «арбуз». В свою очередь, оно восходит к персидскому xarbuzak — «ослиный огурец», так в персидском называли дыню. Прозвище Карбуз мог получить любитель бахчевых или, что вероятнее, человек, занимавшийся их выращиванием и продажей. Такие «профессиональные» прозвища были распространены: они закреплялись за родом деятельности и переходили в фамилию.

Есть и третья гипотеза: Карбузова — это фонетический вариант фамилии Карабузова. Тюркское имя Карабуз складывается из слов «кара» (чёрный) и «буз» (молодой, юный). Так могли назвать смуглого или темноволосого ребёнка. Со временем «кара» могло перейти в «кар» под влиянием схожих по звучанию слов, а фамилия закрепилась в форме Карбузова.

Представители этого рода встречаются в Памятных книгах Казахстана. В Книге памяти Кызылординской области записан воспитатель детдома Карбузов Ермагамбет (1914 г. р., Терень-Узякский район). В Карагандинской области упоминается инспектор по труду Карбузов Кожук (1900 г. р., Карсакпайский район). В Жамбылской области — Карбузов Чакирбай (1893 г. р., проживал в Четском районе Киргизской Республики). Эти записи подтверждают, что фамилия была распространена в южных регионах, где сильно тюркское влияние, и бытовала среди казахов.