Фамилия Карев образована от прозвища Карец, а оно, в свою очередь, восходит к прилагательному «карий». В русских говорах «карий» означало «тёмно-коричневый», «бурый» (в основном о глазах и масти лошадей). Поэтому прозвище Карец мог получить смуглый или черноволосый человек. Вторая версия связывает ту же основу с тюркским корнем «qara» — «чёрный». Обе гипотезы сходятся в главном: фамилия указывала на внешность — тёмный цвет волос или кожи.

Суффикс «-ев» в фамилии указывает на типичную русскую патронимическую модель: «чей?» — «Карев», то есть сын или потомок Кареца. В отличие от фамилий на «-ин» (от основ на -а/-я), здесь сработала модель от прозвища на твёрдый согласный. Интересно, что фамилия не имеет отношения к слову «кара» (наказание) или к карете — это народное, бытовое прозвище.

Встречается фамилия преимущественно в центральных и северных областях России, что характерно для прозвищ, описывающих внешность. Среди однокоренных — Карих, Карий, Карецкий, но Карев — самая частотная форма.

Потомок человека с прозвищем Карец со временем получил фамилию Карев, и сегодня её носители могут не догадываться, что их предок выделялся среди окружающих именно смуглотой или тёмными волосами.