Фамилия Карчемникова — женская форма от Карчемников, а та, в свою очередь, образована от прозвища или профессии предка. Основа здесь — «карчемник». В старорусском языке «карчемник» — это владелец или содержатель корчмы, то есть питейного заведения, постоялого двора, где торговали хмельными напитками и давали ночлег. Корчма была не просто трактиром: в ней останавливались проезжие, заключали сделки, обсуждали новости, а сам корчемник считался человеком заметным, часто зажиточным, но не всегда уважаемым — в народе к шинкарям относились настороженно, подозревая в обмане или спаивании.

Модель образования типична для русских фамилий: суффикс -ов(-а) указывает на принадлежность, то есть буквально «сын (или дочь) Карчемника». Ударение, скорее всего, падает на второй слог: Карче́мникова, хотя в диалектах могли смещать его на третий — Карчемнико́ва. Любопытно, что слово «корчма» и производные от него (корчемник, корчемство) в XVI–XVII веках имели не только бытовой, но и юридический оттенок: тайное корчемство — незаконная продажа алкоголя вне кабаков — преследовалось по закону. Поэтому предок-карчемник мог быть как легальным целовальником (казённым продавцом), так и подпольным торговцем, что добавляет фамилии двойной социальный подтекст.

Географически фамилия Карчемниковы встречается нечасто и тяготеет к южнорусским и украинским регионам, где корчма была распространённее, чем в северных землях. В переписных книгах XVII века упоминания корчемников единичны, но они есть, например, среди посадских людей южных городов. Если сравнивать с однокоренными фамилиями — Корчмарь, Корчемкин, Корчмин, — то Карчемников звучит как более полная, «патронимическая» форма, подчёркивающая семейное занятие, а не личное прозвище.

Слово «карчемник» могло также выступать как прозвище для хитрого, изворотливого человека (по аналогии с хитростью шинкаря), но профессиональное происхождение всё же первично. Фамилия не относится к числу дворянских или старомосковских боярских — это типичная фамилия служилых, посадских или крестьян, где род занятий закрепился в родовом имени. В советское время фамилия могла потерять связь с исходным значением, но в корне сохранила память о том, что предки держали корчму — место шумное, хмельное и совсем не скучное.