Фамилия Картагулова образована от мужского имени или прозвища Картагул, которое состоит из двух тюркских основ. Первая часть — «карта» — в тюркских языках может означать «старый», «пожилой», «почтенный», а в некоторых диалектах — «ворон» (через омонимию). Вторая часть — «гул» — восходит к персидскому «голь» (цветок, роза), широко заимствованному тюркскими языками. Таким образом, Картагул — это либо «старый/почтенный цветок» (почтительное прозвище), либо «ворон-цветок» (метафорическое прозвище, подчёркивающее какую-то особенность). В любом случае, перед нами составное личное имя, характерное для ономастики народов Поволжья и Средней Азии, где такие двухосновные имена были распространены.

Суффикс «-ов» указывает на русскую модель образования фамилий от тюркских основ, а окончание «-а» — на женскую форму. Фамилия Картагулова — это русифицированная форма отчества или фамилии предка по мужской линии: «чей?» — Картагулов. Носительница фамилии — потомок человека, которого звали Картагул. Такие фамилии массово возникали у татар, башкир, казахов и других тюркских народов в XIX — начале XX века, когда в Российской империи шёл процесс закрепления фамилий по русскому образцу.

Географически фамилия Картагулова тяготеет к регионам с компактным проживанием татар и башкир: Татарстан, Башкортостан, Оренбургская и Челябинская области. Встречается она и у казахов, но реже. В русских архивных документах фамилия могла записываться по-разному: Картагулов, Картагулова, а также с диалектными вариантами — Картагуллов (с удвоенной «л»), что отражает неустойчивость письменной фиксации тюркских имён в XIX веке.

Интересная деталь: в отличие от многих фамилий с корнем «карт» (Карташов, Картавый), где основа связана с русским прилагательным «картавый», фамилия Картагулова имеет чисто тюркскую этимологию. Это редкий случай, когда внешнее сходство с русским словом вводит в заблуждение — на самом деле здесь нет никакого дефекта речи. Предки носителей фамилии были, скорее всего, крестьянами или мещанами из тюркской среды, а само имя Картагул могло быть дано ребёнку как пожелание долгой и цветущей жизни.