Фамилия Карпекины образована от имени Карпека — уменьшительной формы канонического мужского имени Карп. Само имя Карп восходит к греческому «карпос», что значит «плод». В христианской традиции это имя носил апостол от семидесяти, ученик апостола Павла; его память в православной церкви совершается 8 июня и 17 января. Именно эта версия — от церковного имени через уменьшительную форму — выглядит основной.

Суффикс -ин указывает на принадлежность: Карпекин буквально означает «сын Карпеки» или «из семьи Карпеки». Такая модель типична для русских фамилий, образованных от личных имён с уменьшительным суффиксом -к-.

Существует и вторая, менее вероятная версия: что в основе лежит мирское имя Карпека, данное по названию рыбы карп. В народной традиции такие «рыбные» имена давали с пожеланием, чтобы ребёнок перенял от животного полезные свойства — плодовитость, выносливость. Однако в случае с Карпекиными эта гипотеза слабее: имя Карп было широко распространено как крестильное, и уменьшительная форма от него — самое естественное объяснение.

Фамилия фиксируется в документах с XVIII века, преимущественно в центральных и южнорусских губерниях. Встречается вариант написания через «а» — Карпакины, но он редок и, скорее всего, возник из-за акающего произношения.