Фамилия Карлюковы (в мужском варианте — Карлюков) образована от личного прозвища, и вокруг её происхождения сложилось несколько версий. Самая прямая отсылает к слову «карла» — уменьшительной форме от «карлик». В этом случае прозвище Карлюк давали человеку невысокого роста.

Другая версия уводит в украинский язык, где глагол «карлючити» означает «корчить, скручивать». Здесь Карлюком могли назвать сутулого или горбатого человека — прозвище описывало характерную внешнюю черту. Эта гипотеза выглядит не менее правдоподобной, чем первая, и хорошо вписывается в традицию давать прозвища по физическим особенностям.

Третья точка зрения связывает фамилию с именем Карл. Согласно этой версии, Карлюк — это русифицированная форма имени, а предок Карлюковых мог быть сыном шведа, немца или другого иностранца. Однако стоит отметить, что суффикс -юк в русских фамилиях встречается реже, чем в украинских или белорусских, что делает эту гипотезу менее вероятной по сравнению с первыми двумя.

Словообразовательная модель проста: к основе Карлюк добавили типичный русский суффикс -ов, указывающий на принадлежность («чей?» — Карлюков). Фамилия закрепилась, когда потомка человека с прозвищем Карлюк начали записывать как Карлюкова. О точном месте и времени возникновения фамилии сейчас говорить сложно — процесс формирования фамилий был длительным и охватывал несколько столетий. Но в любом случае, Карлюковы — это памятник живой народной речи, в котором запечатлелась либо внешность, либо происхождение далёкого предка.