Фамилия Кареевы чаще всего восходит к татарскому мужскому имени Карей, которое, вероятнее всего, является вариантом имени Карай. Основа здесь — тюркский корень «кара», который может означать либо «черный», либо «большой, сильный». Само имя Карай нередко переводили как пожелание: «стань грозным, сильным, мощным». По этой модели имя или прозвище главы семьи закреплялось за его потомками и домочадцами, оформляясь русским суффиксом принадлежности -ев. Так сын, внук или другой потомок человека по имени Карей получал прозвание Кареев, которое со временем стало наследственной фамилией.

В истории России известен дворянский род Кареевых. По преданию, его основателем был татарин Едигей-Карей, который в XIII веке выехал из Золотой Орды в Рязань и принял в крещении имя Андрей. Его сын Епифан Андреевич Кареев уже служил боярином у великого князя Олега Рязанского. Позже, в Смутное время, Иван Никитич Кареев участвовал в московском осадном сиденье при царе Василии Шуйском. Этот род внесен в VI и II части родословных книг сразу нескольких губерний: Воронежской, Рязанской, Московской, Тульской и Тамбовской.

Из тех, кто прославил фамилию, наиболее известен русский историк Николай Иванович Кареев (1850–1931), а среди спортсменов — советская и российская гандболистка Анна Кареева (родилась в 1977 году).