Фамилия Кармакаева — редкий пример того, как диалектное слово из рыбацкого обихода стало родовым именем. В основе лежит прозвище Кармакай, а оно, в свою очередь, восходит к слову «кармак». В астраханских говорах так называли самоловный прибор с удой на белорыбицу, который ставили в прорубях на Волге. Соответственно, прозвище мог получить рыбак, промышлявший зимой. В черноморских говорах «кармак» — это чёрная шашковая снасть с крючьями на поводцах, которой без наживки ловили красную рыбу. В любом случае прозвище прямо указывало на занятие предка: он был рыбаком, причём, судя по ареалу слов, жил на юге России, скорее всего в низовьях Волги или на побережье Чёрного моря.

Суффикс -аев указывает на тюркское происхождение модели: такие фамилии типичны для татар, башкир и других народов Поволжья. Форма Кармакаев — это русифицированный вариант отчества от тюркского имени или прозвища Кармакай. Вторая, менее убедительная версия связывает прозвище с азербайджанским глаголом «karmak» — «выпятить». Тогда Кармакаем могли прозвать хвастуна или человека с заметной манерой держаться. Но первая версия — рыболовная — выглядит правдоподобнее, так как у неё есть конкретная географическая привязка и связь с реальным промыслом. Фамилия могла возникнуть и у татар, и у русских, живших по соседству и перенявших местные слова.