Фамилия Каргопольцев — типичный пример того, как топоним стал прозвищем, а затем закрепился в родовом имени. В основе лежит слово «каргополец» — так называли жителя старинного русского города Каргополь. Сам топоним, по одной из версий, имеет финно-угорские корни: от karhu («медведь») и puoli («сторона»), то есть «медвежья сторона». Это объяснимо: северные леса вокруг Каргополя (ныне Архангельская область) издавна славились обилием зверя.

Фамилия образована по простой и продуктивной модели: сначала человек, переселившийся из Каргополя в другую местность, получал прозвище Каргополец. Его дети и внуки уже носили отчество или фамилию на -цев, указывающую на принадлежность: «чей?» — Каргопольцев. Суффикс -ев здесь вариант -ов после мягкого согласного (ц). Такая модель распространена в северных и центральных губерниях России.

Примечательно, что фамилия сохранила исходное прозвищное значение, а не просто «сын Каргополя». В документах XVII–XVIII веков нередко встречаются записи вроде «Васька Каргополец, крестьянин» — то есть человек, чьей малой родиной был именно Каргополь. Позже, когда фамилии стали наследственными, вариант на -цев вытеснил более краткую форму.

Встречаются и однокоренные фамилии: Каргополов, Каргопольский. Первая образована напрямую от названия города (без суффикса -ец), вторая — по типичной для дворянства и духовенства модели на -ский. Каргопольцев же — фамилия более демократичная, крестьянская или мещанская, что подтверждается её распространением в северных и уральских переписях.

Если ваш предок носил эту фамилию, скорее всего, он происходил из мест, где память о Каргополе была сильна: либо сам был выходцем оттуда, либо его предки переселились на Урал, в Сибирь или в центральную Россию в ходе освоения новых земель. Других, не топонимических, версий происхождения у фамилии нет — корень ясен и не даёт повода для споров.