Фамилия Карчугина — женская форма фамилии Карчугин, и её разговорный вариант произношения (с ударением на второй слог: Карчу́гин) не должен вводить в заблуждение. Мужская основа, как и положено, указывает на принадлежность к роду: «чей?» — Карчугин, то есть сын или потомок человека по прозвищу Карчуга.

Ключ к происхождению — в суффиксе «-уг-». В русских прозвищах этот суффикс (как и «-юг-», «-яг-») придаёт слову оттенок грубоватости, неодобрения или просто указывает на яркую, иногда нелепую черту. Вспомните: «зверюга», «хапуга», «ворюга». Значит, Карчуга — это не просто человек, а кто-то, кого так прозвали за характер или внешность.

Самая прямая версия — от слова «корчить» в значении «кривить, гнуть, ломать». В диалектах «карчить», «корчить» означало «вести себя неестественно, привередничать, ломаться». Человек Карчуга — тот, кто кривляется, паясничает или, наоборот, ходит скрючившись. В северных и сибирских говорах «карчуга» — это ещё и коряга, кривое дерево; прозвище могли дать сутулому или неуклюжему человеку.

Менее вероятная, но возможная версия — от тюркского «карча» (старый, почтенный) или «карчу» (меч, сабля). В этом случае фамилия могла бы указывать на воина или уважаемого старейшину, но русская словообразовательная модель с суффиксом «-уг-» гораздо естественнее объясняет бытовое, сниженное прозвище. Скорее всего, предок носителя фамилии был заметным в деревне человеком — но не заслугами, а повадками или внешностью.

Фамилия встречается преимущественно в центральных и южных областях России, а также в Поволжье. Дворянского происхождения у неё нет: типичная крестьянская или мещанская фамилия, которая закрепилась после отмены крепостного права в XIX веке. Сейчас Карчугины — обычная русская фамилия без сословного налёта.