Фамилия Кармазенюк — яркий пример украинской модели фамилии, образованной с помощью патронимического суффикса -енюк. В украинской ономастике этот формант означает «потомок» или «сын», аналогично русским -ов/-ев, но с чёткой региональной привязкой к Правобережной Украине, Волыни и Подолью. Таким образом, Кармазенюк — буквально «сын Кармазена».

Основа фамилии — прозвище Кармазен. Скорее всего, оно происходит от южнорусского или украинского слова «кармазин» (или «кармазинный»). В старину кармазином называли тонкое ярко-красное сукно, которое привозили из Италии и Турции. Изначально слово восходит к арабскому «кирмизи» — «красный», «червлёный». Прозвище Кармазен могли дать человеку, который торговал этим дорогим сукном, носил одежду из него или, возможно, имел румяное лицо. В некоторых говорах «кармазин» означало вообще щёголя, франта, любителя нарядной одежды.

Менее вероятная, но возможная версия — связь с румынским или молдавским словом «cărămiziu» (кирпичный, кирпичного цвета). Это объясняло бы бытование фамилии в приграничных с Молдовой районах Украины, но тогда основа выглядела бы скорее как «Кармизен». Более правдоподобна всё же версия с сукном — она подтверждается существованием однокоренных русских фамилий Кармазин, Кармазинов, которые фиксируются в документах с XVII века.

Суффикс -енюк указывает, что фамилия закрепилась в крестьянской или казацкой среде, где такие патронимы были нормой. В отличие от дворянских фамилий на -ский, Кармазенюк — фамилия демократичная, «низовая», распространённая среди сельского населения центральной и западной Украины. Географически чаще всего встречается в Винницкой, Хмельницкой и Житомирской областях.

Написание фамилии устойчивое, без вариантов — только через «а» в корне и с суффиксом -енюк. Ударение, скорее всего, падает на последний слог: Кармазеню́к, что типично для фамилий этого типа. Носители фамилии — потомки человека по прозвищу Кармазен, который либо торговал красным сукном, либо сам носил его, выделяясь среди односельчан.