Фамилия Карлявина — женская форма, мужской вариант — Карлявин. В основе, скорее всего, лежит прозвище Карлява, которое могло быть связано с диалектным словом «карлявый». В русских говорах, особенно северных и сибирских, «карлявый» означало низкорослого, щуплого человека или того, кто ходит сгорбившись, «карачкой». Встречается и значение «корявый», «кривой», «с изъяном» — от слова «коряга». Таким образом, фамилия описывает внешность или походку предка.

Модель образования типична для русских фамилий: суффикс -ин указывает на принадлежность — «чей?» — «сын Карлявы» или «жена Карлявы». Окончание -а в женской форме сохраняет грамматический род. Подобные фамилии на -ин чаще всего встречались в северных и центральных губерниях России, где часто фиксировались прозвища с суффиксом -яв- (-явый).

Спорный момент — возможная связь с тюркским корнем «карлы» (снежный) или «карлык» (караул). Но для фамилии Карлявина эта версия слабая, так как суффикс -яв- — исконно славянский, а не тюркский. Гораздо логичнее видеть здесь чисто русское прозвище, образованное от диалектного прилагательного.

Фамилия редкая, не массовая. Её носители, вероятно, происходят из крестьянской или мещанской среды, где прозвища давались по броской примете. Встречается преимущественно в центральной России и Поволжье. В дореволюционных метрических книгах и переписях её можно найти в Калужской, Тверской и Нижегородской губерниях.