Фамилия Каргопольцева образована от прозвища Каргополец — так называли жителя города Каргополь. Этот город в Архангельской области — один из древнейших на Русском Севере: в летописях его впервые упомянули в 1380 году. Название самого города, скорее всего, финно-угорского происхождения: от karhu («медведь») и puoli («сторона»), то есть «медвежья сторона». Выходец из этих мест получал прозвище Каргополец, а его потомки — фамилию Каргопольцевы.

Форма на -цев указывает на принадлежность: суффикс -ц- в основе (Каргополец → Каргопольцев) типичен для русских фамилий, образованных от названий жителей по месту жительства. Сравните: Тамбовец — Тамбовцев, Ростовец — Ростовцев. Фамилия Каргопольцева — женская форма, указывающая на дочь или жену носителя фамилии Каргопольцев.

По сословной принадлежности носители фамилии могли быть как крестьянами, так и посадскими людьми — жителями северных городов и слобод. В писцовых книгах XVI–XVII веков нередко встречаются записи о «каргопольцах» в других уездах: они уходили на промыслы или переселялись, но прозвище сохраняли. Таким образом, фамилия Каргопольцева — не просто указание на географическое происхождение, а маркер севернорусских корней, связанных с древним поморским городом.