Фамилия Кармолыка — редкий случай, где форма на -ыка подсказывает путь к разгадке. В русской ономастике суффикс -ык(а) характерен для прозвищ, образованных от глаголов: он указывает на деятеля, того, кто совершает действие. Сравните: «зубрила» (от зубрить), «курилка» (от курить), «копылка» (от копылить — дуться). Основа «кармол-» здесь, скорее всего, связана с украинским или белорусским диалектным глаголом «кармолить» — то есть кормить, питать, а в переносном смысле — баловать, нежить, ухаживать за кем-то. Таким образом, Кармолыка — это «кормилец», «тот, кто кормит», или, с оттенком, «тот, кто балует едой».

Версия с прямым значением «кормилец» выглядит самой правдоподобной. Менее вероятно, хотя и возможно, что в основе лежит прозвище, данное человеку с капризным, «переборчивым» характером — от того же глагола в значении «привередничать в еде», но такая семантика для прозвищ встречается реже. Форма на -ыка (с ударением на предпоследний слог) — типично украинская или южнорусская, что указывает на географию возникновения фамилии: скорее всего, её корни на Украине (особенно в центральных и западных областях) или в прилегающих районах России (Курская, Белгородская, Воронежская области).

Фамилия недвусмысленно говорит о роде занятий или характерной черте предка. В крестьянской среде, где вопрос пропитания стоял остро, прозвище «Кармолыка» мог получить либо хлебосольный хозяин, который славился щедрым угощением, либо, напротив, тот, кто следил за раздачей пищи в артели или на барском дворе. В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые часто образовывались от имени отца (Иван — Иванов), эта фамилия — прямое прозвище, закрепившееся за человеком без посредников. Такие прозвищные фамилии (на -а, -я, -ыка) часто оставались в неприкосновенности при записи в документы, не меняя окончания по падежам, поэтому современная форма почти наверняка совпадает с той, которую носил первый известный носитель фамилии в XVII–XVIII веках.