Фамилия Карпелёвы образована по русской патронимической модели, но её основа уходит корнями в еврейскую культурную среду. В центре фамилии — личное имя или прозвище Карпель. Это уменьшительная форма от имени Карп, которое в еврейской традиции могло быть связано с библейским словом «карпель» (כַּרְפֶּל) — «виноградная лоза» или «плодоносная ветвь». В ашкеназской среде имя Карп (и его варианты) было популярно как светское, а уменьшительное Карпель закрепилось в качестве обиходного прозвища.

Суффикс -ев указывает на принадлежность: Карпелёв буквально значит «сын Карпеля» или «из рода Карпеля». Такая модель — одна из самых распространённых в русских фамилиях, но для еврейских фамилий Восточной Европы она тоже типична, особенно в тех регионах, где евреи жили в тесном контакте со славянским населением. В отличие от чисто еврейских формантов вроде -зон (сын), -ман (человек) или аббревиатур (как Кац — «коэн цэдэк»), фамилия Карпелёв оформилась именно по русскому образцу, что говорит о длительном бытовании в среде, где русский язык стал основным для документации.

Фамилия встречается в документах XIX — начала XX века в черте оседлости: на территории современных Беларуси, Украины, Литвы и Польши. В этих краях еврейские семьи часто получали фамилии по имени отца, и Карпелёв — один из таких примеров. Ударение падает на последний слог, что характерно для многих фамилий на -ёв, возникших из уменьшительных форм.

Сейчас фамилия остаётся редкой. Её носители живут в России, Израиле, США и Германии — следствие миграций конца XIX и XX веков. Точное время и место возникновения фамилии можно установить только через генеалогические изыскания: записи о рождениях, браках и переписях в конкретных местечках. Но уже ясно, что Карпелёвы — это пример того, как еврейское имя-основа обрело привычную для восточнославянского уха форму, сохранив память о своём исходном корне.

Фамилия Карпелёв представляет собой замечательный памятник еврейской культуры, в котором переплелись языковые традиции двух народов.