Фамилия Карпелова — женская форма фамилии Карпелов, и её происхождение сразу вызывает несколько версий. Самая прямая и очевидная: в основе лежит имя Карп, точнее, его производная форма Карпель. Карп — это каноническое христианское имя, которое носил один из семидесяти апостолов. На Руси оно было распространено во всех сословиях, поэтому неудивительно, что от него образовалась целая россыпь фамилий: Карпов, Карпович, Карпухин, Карпенко и, конечно, Карпелов. Суффикс -ел- в данном случае — уменьшительно-ласкательный или обиходный, как в именах Микель от Михаил или Степель от Степан. То есть Карпель — это «маленький Карп» или просто ласковое обращение к человеку по имени Карп.

Однако есть и вторая, менее очевидная версия, которую стоит рассмотреть. В некоторых русских говорах словом «карпель» называли не человека, а рыбу. Не просто карпа, а мелкого карася или пескаря. Если так, то прозвище Карпель мог получить рыбак, торговец рыбой или человек, чем-то напоминавший эту юркую рыбку — например, невысокий и подвижный. Такие прозвища по названиям рыб были обычным делом: Ершов, Окунев, Щукин. Версия с именем Карп выглядит более вероятной хотя бы потому, что имя было очень частотным, а промысловые прозвища — всё же реже, чем патронимы.

Фамилия Карпелов — относительно редкая. Она не входит в сотню самых распространённых русских фамилий, но и не является уникальной. Встречается она в центральных областях России, на Урале и в Поволжье — там, где имя Карп было особенно популярно в XVI–XVII веках. Интересно, что в некоторых переписях XIX века можно встретить написание «Карпелёв» с буквой «ё» — это не ошибка, а указание на ударение. В современном русском языке нормативным считается написание через «е», но в старых документах оба варианта сосуществовали.

Если говорить о социальном происхождении, то носители фамилии Карпеловы в большинстве своём были крестьянами и мещанами. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано, что косвенно подтверждает её «народное» происхождение от имени или прозвища. Сегодня фамилия встречается в России, на Украине и в странах ближнего зарубежья, куда она попала с миграционными волнами.