Фамилия Кармакулов образована от прозвища или имени Кармакул. Её основа восходит к тюркскому слову «кармак» — «удочка», «крючок», а «кул» — «раб» или «слуга». В буквальном прочтении «Кармакул» означает «раб удочки» или «слуга крючка». Однако в тюркской ономастике компонент «кул» часто входил в состав личных имён как пожелание покорности и смирения перед Богом, а не указывал на реальное рабское положение. Сочетание с «кармак» могло быть прозвищем рыбака или человека, чья профессия была связана с крючьями и ловлей.

Суффикс «-ов» указывает на русскую модель образования фамилий от тюркских основ. Такие фамилии массово появлялись в XVI–XVIII веках, когда русское государство расширялось на юг и восток, в регионы с тюркоязычным населением. Носители фамилии Кармакулов — скорее всего, потомки служилых татар, башкир или других тюркских народов, перешедших на русскую фамильную систему. Встречается фамилия преимущественно в Поволжье и на Урале, особенно в Татарстане, Башкортостане и Оренбургской области.

Интересная деталь: в отличие от многих тюркских фамилий на «-ов», у Кармакулова основа не застыла в виде личного имени, а сохранила прозвищный оттенок. Это сближает её с однокоренными фамилиями Кармаков, Кармакбаев, где «кармак» выступает как самостоятельная часть. Версия о происхождении от «кармак» (удочка) выглядит убедительнее, чем попытки связать фамилию с арабским «карм» (щедрый) — для последнего нет убедительных фонетических оснований в тюркских языках.

Сословное происхождение установить трудно: среди Кармакуловых встречались и крестьяне, и казаки, и купцы. В документах XVIII–XIX веков фамилия фиксируется в основном в среде государственных крестьян и однодворцев южного Урала.