Фамилия Карлонас звучит нехарактерно для русской ономастики, и это первая зацепка. В русском языке нет суффикса -ас, образующего фамилии, зато он типичен для литовской модели: суффикс -as — один из самых распространённых показателей мужских фамилий в Литве. Перед нами, скорее всего, литовская фамилия, записанная по-русски: Карлонас (лит. Karlonas).

Основа здесь — личное имя Карл. В Литве имя Каролис (лит. Karolis) или его краткая форма Карлас (лит. Karlas) дали начало фамилиям с разными суффиксами. Карлонас — это «сын Карла» или просто «маленький Карл», где -onas — уменьшительно-патронимический суффикс (аналог русского -ёнок/-онок, но в фамилии застывший). То есть предок носителя фамилии был либо сыном человека по имени Карлас, либо сам носил прозвище Карлонас — «малыш Карл».

Географически фамилия тяготеет к северо-западу современной России — к Калининградской области и Псковщине, а также к самой Литве. Встречается она и в белорусском Полесье, куда литовские фамилии проникали в XVI–XVII веках, когда большая часть этих земель входила в Великое княжество Литовское. В русских переписных книгах того времени литовские фамилии нередко русифицировали, добавляя окончание -ов: Карлонас мог превратиться в Карланов. Но сам исходный вариант — Карлонас — сохранился в местах, где литовский язык продолжал звучать в быту, и фамилию не переделывали под славянскую грамматику.

Интересно, что фамилия Карлонас не связана с профессиональным прозвищем — это чисто именная, патронимическая модель. Носитель такой фамилии в XVI–XVII веках мог быть крестьянином или мелким шляхтичем, но сословной привязки у неё нет. В отличие от польских фамилий на -ский, литовские на -ас и -онас чаще встречались у простого люда, хотя и не исключительно.