Фамилия Карпцов ведет свое происхождение от имени Карп (греч. karpos — «приносить пользу»). Однако в ее основе лежит не само это имя, а его производная форма — Карпец. Модель образования проста: к имени Карпец добавился типичный русский фамильный суффикс -ов, который впоследствии изменился на -цов из-за чередования согласных (п/ц). Такое чередование встречается во многих фамилиях, образованных от имен и прозвищ, оканчивающихся на -ец: например, Кузнецов, Певцов.

Имя Карп, от которого произошло Карпец, имеет древние корни. Оно восходит к греческому слову karpos, означающему «плод», «прибыль», «польза». В христианской традиции покровителем этого имени считается священномученик Карп, епископ города Фиатир, пострадавший за веру в I веке. Таким образом, фамилия Карпцов — это отчество в полной форме: «сын Карпца» (то есть сын человека по имени Карпец). Со временем, когда отчество закрепилось как наследственное семейное имя, потомки этого человека получили фамилию Карпцов.

Регионально фамилия Карпцов встречается нечасто и тяготеет к центральным и южным областям России. Её редкость объясняется тем, что имя Карп в народной среде было распространено, но его уменьшительная форма Карпец использовалась локально, что и привело к небольшому числу носителей фамилии. Для сравнения: более массовые фамилии Карпов и Карпин образованы от той же основы, но с другими суффиксами, что говорит о разных путях формирования родовых имен в разных регионах.