Фамилия Карнаруков на первый взгляд кажется сложной и даже громоздкой, но её устройство довольно прозрачно. Она образована по редкой для русских фамилий модели: основа «Карнарук» плюс суффикс притяжательного прилагательного «-ов». Суффикс указывает, что фамилия — типично русская, патронимическая (по отцу) или прозвищная: Карнаруков буквально означает «сын (или потомок) Карнарука».

Главная загадка — в основе. Скорее всего, это прозвище, составленное из двух частей: «карна» и «рук». Первая часть восходит к диалектному глаголу «карнать» — резать, кроить, обрезать неумело или слишком коротко. В русских говорах «карнатый» означало «короткий», «куцый», «с обрубленными краями». Вторая часть — «рук» — очевидно, относится к руке. Таким образом, Карнарук — это человек с покалеченной, ампутированной или просто короткой рукой. В среде, где физическая сила и труд были основой выживания, такое прозвище было точным, хоть и неласковым. Не исключено, что оно закрепилось за инвалидом или солдатом, вернувшимся с войны с увечьем.

Менее вероятна, но возможна версия, что «карна» — это искажённое тюркское «кара» (чёрный), тогда прозвище могло означать «чёрная рука» (по цвету кожи от грязи или загара). Однако в русской ономастике связка с глаголом «карнать» встречается чаще и даёт более конкретный смысл. Фамилия могла возникнуть в северных и центральных губерниях России, где диалектное слово «карнать» было в ходу.

С точки зрения словообразования фамилия примечательна тем, что сохранила в основе полную форму прозвища, а не усечённый корень. Обычно такие прозвища «переплавлялись» в более короткие фамилии (например, Карнаухов), но здесь архаичная форма осталась нетронутой. Это делает фамилию Карнаруков редкой и ценной для историков языка — она как фотография живого просторечия XVIII–XIX веков.