Фамилия Карпеков — это классическая русская фамилия, образованная от имени или прозвища с помощью патронимического суффикса -ов. В основе лежит имя Карпек, которое является производной формой от канонического христианского имени Карп. Имя Карп восходит к греческому «карпос» — «плод». На Руси это имя было известно по святцам, но широкого распространения не получило, поэтому фамилии от него встречаются реже, чем от Иванов или Петров.

Формант -ек- в основе Карпек — это уменьшительно-ласкательный суффикс. Следовательно, Карпеком могли называть младшего члена семьи, сына или просто человека небольшого роста или кроткого нрава. По той же модели образованы фамилии Кузьминов (от Кузьма) или Анисимов (от Анисим). Именования, образованные по той же модели, что и фамилия Карпеков, широко представлены в ономастике восточных, западных и южных славян.

Фамилия недвусмысленно указывает на происхождение от конкретного человека по имени Карпек: сын Карпека, потомок Карпека. Важно, что это не прозвище по профессии или внешности, а именно «отчество в третьем поколении», что типично для русского крестьянского и мещанского сословия. В документах XVI–XVII веков подобные формы встречаются в писцовых книгах центральных и северных уездов России.

С точки зрения словообразовательной модели, фамилия Карпеков стоит в одном ряду с такими редкими вариантами, как Карпиков или Карпуков. Разница в суффиксе (-ек- против -ик- или -ук-) может указывать на региональные особенности говора: форма на -ек чаще встречалась в северных и сибирских говорах, где любили «усечённые» ласкательные варианты. Таким образом, предок носителя фамилии, скорее всего, был выходцем из северорусских земель или из среды старообрядцев, сохранявших архаичные формы имён.