Фамилия Карлусова — довольно редкая и её происхождение неочевидно. Судя по суффиксу «-ов», она образована от мужского имени или прозвища Карлус, которое, в свою очередь, является производным от канонического имени Карл. В русской традиции имя Карл не было распространено среди крестьян, но встречалось у обрусевших немцев, выходцев из Прибалтики или у представителей дворянства. Однако в народной среде это имя могло трансформироваться в прозвище по внешнему признаку: «карлой» на Руси называли низкорослого человека (от слова «карлик»), а «карлус» — его просторечная, уменьшительная форма. Так что основа фамилии двойственная: либо она указывает на немецкие корни предка (по имени Карл), либо на прозвище, данное за маленький рост.

Географически фамилия Карлусовы встречается в основном на юге России и в Поволжье, что косвенно подтверждает вторую версию. В этих регионах слово «карла» в значении «коротышка» было в ходу, а суффикс «-ус» в прозвищах (как в фамилиях Глазус, Хитрус) добавляли для экспрессии или под влиянием южнорусских говоров. Таким образом, носитель фамилии Карлусова, скорее всего, потомок человека, которого в деревне прозвали Карлусом — невысокого крестьянина или ремесленника.

Модель образования проста: прозвище Карлус плюс типичный русский суффикс принадлежности «-ов», который перешёл в фамилию. Женская форма Карлусова указывает на то, что исходным носителем был мужчина. В отличие от фамилий на «-ин», которые образуются от основ на -а/-я, здесь мы видим классическую патронимическую модель от прозвища на твёрдый согласный.

Написание фамилии устойчиво, с одной буквой «с» в корне, что отличает её от возможных вариантов вроде «Карлуссов» (с удвоенной согласной, что встречается в немецких фамилиях). В целом, фамилия Карлусова — яркий пример того, как редкое имя или меткое прозвище, пройдя через народную языковую обработку, закрепилось в качестве родового имени.