Фамилия Карро — редкий случай в русском ономастиконе. Она не вписывается в привычные модели на -ов, -ин или -ский, и её происхождение почти наверняка не исконно русское, а пришлое. Запись «Карро» с двойным «р» и окончанием на гласную указывает на иноязычный корень, скорее всего, из романских языков.

Самая вероятная версия — французское или итальянское происхождение. Во французском «carreau» (квадрат, плитка) или «carre» (квадратный) могли дать прозвище человеку коренастого, «квадратного» телосложения, либо тому, кто работал с плиткой — каменщику или плиточнику. В итальянском «carro» означает «повозка», «телега». Фамилия Carro или Carro распространена на севере Италии, особенно в Лигурии и Пьемонте, и могла обозначать возчика, извозчика или владельца повозки. В обоих случаях фамилия образована от прозвища по профессии или внешности.

В русский контекст фамилия Карро попала, скорее всего, через дворянские или купеческие роды. В Российской империи было несколько обрусевших дворянских фамилий французского происхождения (например, Карро́-Сен-Жермен). Выходцы из Франции, Италии или Швейцарии, осевшие в России, часто сохраняли исходное написание. Фамилия могла также принадлежать обрусевшим немцам прибалтийского происхождения, где встречается вариант с одним «р» — Каро, но двойное «р» в русской записи устойчивее связывать с французской или итальянской традицией.

Ударение в фамилии не закреплено строго: в русском языке чаще говорят Ка́рро (с ударением на первый слог), но в среде потомков старых дворянских родов могло сохраняться французское ударение на последний слог — Карро́. Географически носители фамилии в России встречаются редко, и их концентрация не привязана к какому-то одному региону — это следы разрозненных миграций.

Словообразовательно фамилия не имеет русского суффикса, что сразу выдает её заимствованный характер. В отличие от фамилий вроде «Карров», где появился бы русский патронимический суффикс, форма «Карро» осталась без изменений — это типично для фамилий, принятых в русскую среду в XIX веке из западноевропейских языков. Если бы фамилия обрусела раньше, она превратилась бы в «Карров» или «Каррин». Этого не произошло, что говорит о её относительно позднем появлении в России — не ранее XVIII века.