Фамилия Кареевский образована по модели, типичной для польской и западнорусской шляхты: суффикс -ский указывал на принадлежность к месту или роду. В основе лежит топоним Кареево — таких деревень и усадеб было немало на территории современной Беларуси, Украины и западных областей России (например, в бывшей Могилёвской губернии). Человек, владевший поместьем Кареево или живший в нём, получал прозвание «Кареевский» — то есть «выходец из Кареева».

Корень Карей- восходит к тюркскому имени Карей (вариант — Гарай, Керей). В татарской и башкирской среде это имя было распространено, и через несколько поколений оно могло лечь в основу названия села. Другая, менее вероятная версия связывает корень с диалектным словом «карий» (тёмно-коричневый, карий глаз), но для фамилии на -ский такая бытовая основа нетипична — скорее всего, перед нами именно географическое прозвище.

Морфология фамилии говорит о её социальном происхождении. Окончание -ский в Российской империи до XIX века чаще всего носили дворяне и духовенство, реже — мещане, взявшие фамилию по названию родного местечка. Кареевские, вероятно, относились к мелкопоместной шляхте или служилым людям, чьи предки получили землю за службу. В польском языке фамилия звучала бы как Karzejewski или Karejewski, что подтверждает её западнорусское происхождение.

Встречается фамилия и в форме Кареев — это более простая, «народная» версия, без дворянского суффикса. Если Кареевские, скорее всего, имели отношение к конкретному поместью, то Кареевы могли происходить напрямую от человека с именем Карей. Сравнение этих двух фамилий показывает, как одна и та же основа дала разные социальные маркеры: аристократичный -ский и рядовой -ев.

Географически Кареевские чаще всего фиксируются в документах XIX века по Смоленской, Витебской и Черниговской губерниям — то есть на землях, где пересекались польское и русское влияние. Сегодня фамилия редкая, её носители живут в основном в России и Беларуси.