Фамилия Карлеева — женская форма, в основе которой лежит мужская фамилия Карлеев. Чтобы понять её происхождение, нужно разобрать мужской вариант. Модель образования здесь стандартная для русских фамилий: суффикс -ев присоединяется к основе, оканчивающейся на мягкий согласный или «й». В данном случае основа — Карлей, отчество или прозвище, образованное от имени или прозвища Карл.

Самое прямое объяснение — от крестильного имени Карл. Это имя германского происхождения, означающее «свободный человек» или «муж». В русскую традицию оно попало через династию Романовых (например, герцог Карл Фридрих Гольштейн-Готторпский, отец Петра III) и через прибалтийских немцев. В крестьянской и мещанской среде имя Карл встречалось редко, но могло быть дано в честь святого или как модное заимствование в XVIII–XIX веках. Также не исключено, что Карл — это мирское прозвище, данное человеку за схожесть с немцем или шведом (исторический контекст: войны со Швецией, образ короля Карла XII).

Менее вероятная, но возможная версия — происхождение от тюркского корня. В тюркских языках (татарском, башкирском, казахском) есть слово «карлы» — «снежный», или «кар» — «снег». В таком случае Карлей могло быть прозвищем человека со светлыми волосами или «холодного» по характеру. Однако суффикс -ев в этом случае указывал бы на обрусение фамилии, что характерно для татарских и башкирских родов, перешедших в православие.

Регионально фамилия Карлеев (и Карлеева) встречается в основном в центральной России и Поволжье, с небольшими очагами в бывших немецких колониях. В архивных записях XVIII–XIX веков её носители — чаще всего государственные крестьяне или мещане, реже — однодворцы. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано, что говорит о её простонародном происхождении.

Таким образом, предки носительницы фамилии Карлеева с высокой вероятностью были русскими крестьянами или мещанами, получившими фамилию по отцу или деду, которого звали Карл — либо по имени, либо по прозвищу.