Фамилия Карпанин — редкий случай, когда основа почти наверняка указывает на географическое происхождение, а не на профессию или личное качество. В отличие от массовых фамилий на -ов и -ин, образованных от крестильных имён (Иванов, Петров), здесь мы видим суффикс -анин, который в русской ономастике выполняет особую роль: он обозначает принадлежность человека к определённой местности или поселению.

Корень «Карп-» отсылает к Карпатам. Слово «карпанин» в старых говорах могло означать «житель Карпат» или «выходец из Карпатского региона». Такая модель словообразования хорошо известна: ср. «римлянин», «египтянин», «волжанин». Со временем прозвище «Карпанин» закрепилось за конкретным человеком, а затем перешло в фамилию его потомков по схеме «чей?» — «Карпанин сын», то есть сын того, кого звали Карпанином.

Менее вероятна, но возможна связь с рыбой карп. Прозвище Карп в принципе существовало (от названия рыбы или от редкого крестильного имени Карп, что в переводе с греческого — «плод»). Но суффикс -анин к такому прозвищу почти не присоединялся: «карпанин» в значении «сын Карпа» звучит неестественно для русского языка, для этого есть форма «Карпов». Поэтому версия с Карпатами выглядит гораздо убедительнее.

Географически фамилия тяготеет к южным и западным областям России, а также к Украине и Белоруссии — территориям, откуда шла миграция с Карпат. Встречается она нечасто, что подтверждает её локальное происхождение: скорее всего, фамилия возникла в одном-двух сёлах, где жили переселенцы, и распространилась оттуда.

С точки зрения социальной истории, носители фамилии Карпанин в большинстве своём были крестьянами или мещанами. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано — суффикс -анин в старину чаще давали простым людям по месту выхода, а не знати, которая предпочитала фамилии на -ский.