Фамилия Карламинова — редкая, и её происхождение не лежит на поверхности. В отличие от фамилий, образованных от крестильных имён (Иванов, Петров), она, скорее всего, восходит к прозвищу или мирскому имени, которое давали в быту.

Основа фамилии — «Карлам» или «Карлама». В русских говорах слово «карла» (или «карлик») означало человека очень маленького роста. Суффикс «-ам» в прозвищах — явление нечастое, но встречающееся (сравните: Косам, Горлам). То есть Карлам — это человек, которого за низкорослость прозвали Карликом, но в необычной, несколько грубоватой форме.

Мужская фамилия звучала бы как Карламинов. Суффикс «-ов» указывает на принадлежность: «сын Карлама». Соответственно, Карламинова — это «жена или дочь Карлама». Фамилия закрепилась за потомками этого человека, и со временем прозвищный смысл стёрся, оставив лишь родовое имя.

Есть и другая, менее вероятная версия. В редких случаях фамилии на «-ин» образовывались от женских имён. Если предположить существование имени Карламина (от греческого «карпос» — плод, или от тюркского «карлы» — снежный), то фамилия могла возникнуть от имени матери. Но для этого нет серьёзных исторических оснований, и первая версия — о прозвище по внешнему признаку — выглядит убедительнее.

География фамилии узкая. Карламиновы встречаются в Поволжье и на Урале, что косвенно указывает на возможную связь с местными говорами, где слово «карла» было в ходу. Сословно носители фамилии, скорее всего, были крестьянами или посадскими людьми, а не дворянами. В дворянских родословных книгах эта фамилия не значится.