Фамилия Карпешин образована от имени или прозвища, в основе которого лежит слово «карп» — рыба семейства карповых. Скорее всего, предок носителя фамилии получил прозвище Карпеш — уменьшительно-ласкательная форма от Карп. В русской ономастике суффикс «-еш» (как в именах Тимоша, Яша, Проша) встречается нечасто, но именно он придаёт фамилии характерный оттенок: это не просто «Карпов», а «Карпов маленький» или «Карпов сын». Получается, что Карпешин буквально означает «потомок Карпеша».

Само имя Карп пришло на Русь из греческого языка (karpos — «плод») и было распространено в крестьянской и мещанской среде. Однако не исключено, что прозвище могли дать рыбаку или торговцу рыбой: в говорах карпешом называли мелкого карпа. Тогда фамилия указывала бы на род занятий, а не на личное имя. Обе версии правдоподобны, но первая — от имени — встречается чаще, поскольку модель «усечённое имя + -еш + -ин» типична для русских фамилий (ср. Тимошин, Прошин).

Географически фамилия Карпешин тяготеет к центральным и южным регионам России, особенно к областям, где распространено рыболовство: Воронежская, Ростовская, Волгоградская. Встречается она и на Украине, но реже. Судя по окончанию «-ин», фамилия сформировалась в среде, где патронимический суффикс «-ин» указывал на принадлежность к роду — в отличие от более северных «-ов/-ев».

В дореволюционных источниках Карпешины фиксируются как крестьяне и мещане, изредка — купцы. Дворянских родов с такой фамилией не известно. В советское время фамилия не исчезла, но осталась малочисленной: по данным современных справочников, в России её носит около полутора тысяч человек.