Фамилия Карпеев образована от уменьшительной формы крестильного имени Карпей. В основе лежит имя Карп, которое пришло на Русь из греческого языка и связано со словом «karpos» — «плод» или «приносить пользу». В православных святцах имя Карп встречается нередко, а его уменьшительная форма Карпей была распространена в бытовом общении, особенно в северных и центральных областях России.

Словообразовательная модель Карпеев — типичная для русских фамилий на -ев, которые образуются от основ, оканчивающихся на мягкий согласный или «й». Суффикс -ев указывает на принадлежность: Карпеев буквально означает «сын Карпея» или «потомок Карпея». Такая модель была особенно продуктивной в XVI–XVII веках, когда фамилии активно закреплялись за крестьянскими и посадскими семьями.

Интересно, что фамилия Карпеев встречается реже, чем её «старший брат» Карпов. Это объясняется тем, что полная форма имени Карп чаще попадала в официальные документы, а уменьшительная Карпей оставалась в устном обиходе и закреплялась за потомками уже в виде фамилии. В некоторых говорах форма Карпей могла звучать как Карпий или Карпе́й с ударением на второй слог, что отражало местные диалектные особенности.

Встречаются и варианты написания — Карпѣев в дореволюционных метрических книгах, что связано с буквой «ять» в окончании. Географически фамилия Карпеев тяготеет к регионам бывшего Владимирского и Костромского княжеств, а также к Поволжью. В переписных книгах XVII века можно найти упоминания крестьян с этой фамилией в окрестностях Ярославля и Нижнего Новгорода.

Таким образом, носитель фамилии Карпеев — потомок человека по имени Карпей, чьё имя, в свою очередь, восходит к греческому понятию плодородия и пользы. Фамилия не связана с рыбой карпом — это народная этимология, которая не выдерживает проверки историческими источниками.