Фамилия Карнильева — яркий пример того, как женская форма фамилии сохраняет память об исходном мужском прозвище, которое сегодня почти забыто. В основе лежит мужская фамилия Карнильев, а та, в свою очередь, образована от имени или прозвища Карнила. Это просторечная, народная форма канонического крестильного имени Корнилий (в церковной традиции — Корнилий, от латинского «cornu» — рог). В русских говорах имя Корнилий часто редуцировалось до Корнила, а затем и до Карнила: замена «о» на «а» под влиянием акающего произношения — обычное дело для центральных и южных регионов России. Таким образом, первый носитель фамилии Карнильев был, скорее всего, сыном человека по имени Карнила, то есть Корнилия.

Суффикс -ев указывает на принадлежность: чей? — Карнильев. Это стандартная модель образования русских фамилий от основ на мягкий согласный или -й. В данном случае основа «Карнил-» дала форму «Карнильев» с мягким знаком, что не редкость для фамилий, произошедших от имён с конечным мягким согласным (сравните: Васильев, Анисимов, но от твёрдого — Карнилов встречается реже). Фамилия Карнильева, соответственно, означает «принадлежащая роду Карнильевых» или «жена/дочь Карнильева».

Интересно, что фамилия Карнильева — не самая частая, но и не исчезающая. Она встречается в разных регионах, но особенно заметна в центральной России и Поволжье. Это говорит о том, что её носители были, скорее всего, крестьянами или мещанами, а не дворянами: фамилии на -ов/-ев в крестьянской среде закрепились массово после отмены крепостного права в 1861 году, хотя отдельные случаи фиксации встречаются и раньше. В отличие от, скажем, фамилии Корнилов, которая могла принадлежать и духовенству (по имени святого), Карнильев — более «бытовой», народный вариант, возникший в среде, где церковное имя упростили до неузнаваемости.

Стоит обратить внимание на редкую особенность: в некоторых говорах имя Карнила могло быть не просто формой Корнилия, а самостоятельным прозвищем, связанным с диалектным словом «карнила» — так в рязанских и тамбовских говорах называли неуклюжего, нерасторопного человека. Если это так, то фамилия могла возникнуть и не от крестильного имени, а от прозвища, данного по характеру. Но первая версия — от имени Корнилий — всё же более вероятна, так как прозвищные фамилии на -ев обычно образуются от более конкретных, «говорящих» основ (типа Косой — Косов), а «карнила» в значении «неуклюжий» — узкорегиональное слово, которое вряд ли дало бы массовую фамилию.