Фамилия Каровченко образована по продуктивной восточнославянской модели с суффиксом -енко, который в украинской ономастике означает «сын» или «потомок». Основа фамилии — Каровч-, и здесь есть несколько версий происхождения, но все они сходятся в одном: корень связан с личным именем или прозвищем, а не с географическим названием.

Самая вероятная версия — от имени или прозвища Каровец, Каровч, которое, в свою очередь, восходит к уменьшительной форме крестильного имени Карп. Карп — имя греческого происхождения (от «карпос» — плод), и в народной речи оно дало множество производных: Карпенко, Карпов, Карпуша, а также менее очевидные Карюк, Карович, Каровец. Суффикс -овец/-овч в прозвище указывал на принадлежность: «Каровец» — сын или человек Кары (от Карпа). Затем от «Каровец» образовали патроним Каровченко — «сын Каровца». Такая цепочка (Карп → Каровец → Каровченко) вполне логична и подтверждается аналогичными фамилиями вроде Головченко (от Головец) или Петровченко.

Вторая, менее распространённая гипотеза, связывает фамилию с диалектным словом «кара» или «карий». В южнорусских и украинских говорах «карий» — тёмно-коричневый, карий глаз, карая масть. Прозвище Карый (или Каров) могли дать человеку с карими глазами или тёмными волосами. От прозвища Каровец — «сын Карого» — и далее Каровченко. Эта версия слабее, потому что в таком случае ожидалась бы фамилия Каровенко (от Каров), а не Каровченко, где суффикс -овч- прямо указывает на исходную форму Каровец.

Фамилия Каровченко — сравнительно редкая, её концентрация выше в центральных и восточных областях Украины, а также в южных регионах России, куда переселялись украинские крестьяне в XVIII–XIX веках. В дореволюционных метрических книгах фамилия встречается в Полтавской, Харьковской и Екатеринославской губерниях. Сословно носители были преимущественно крестьянами или казаками, так как суффикс -енко в малороссийской среде был типичен для непривилегированных слоёв.

Интересная деталь: написание с двойным «о» — Каровченко, а не Каравченко — указывает на то, что в основе лежал именно звук [о], а не [а], что подтверждает версию с именем Карп (где ударное «а» в украинском произношении дало бы «Каравченко»). Таким образом, наиболее правдоподобно, что предок носителя фамилии был сыном человека по прозвищу Каровец, а тот — потомком Карпа.