Фамилия Картакаев — редкий случай, когда почти наверняка можно говорить о тюркском происхождении, но точное значение исходного слова остаётся под вопросом. Основа «Картак» или «Картака» встречается в нескольких тюркских языках, и у каждой версии есть свои сторонники среди ономастов.

Самая распространённая гипотеза связывает фамилию с тюркским словом «картак» — «короткий», «куцый», «обрубок». В этом случае прозвище Картак могли дать человеку невысокого роста, либо тому, кто носил короткую одежду или имел какую-то физическую особенность (например, укороченную конечность). Прозвища по внешности в тюркской среде были обычным делом, и фамилии на -аев от них образовывались легко: Картак + -ай (уменьшительный или принадлежащий аффикс) + русский суффикс -ев.

Вторая версия, менее вероятная, но упоминаемая в региональных словарях, выводит основу от «карта» — «старый» (в некоторых диалектах татарского и башкирского). Тогда Картакай — «старенький», «старичок», и фамилия могла закрепиться за потомками уважаемого пожилого человека. Однако форма «Картак» встречается чаще, чем «Картакай», в документах XIX века, что склоняет чашу весов в пользу первой версии.

Суффикс -ев указывает на русскую адаптацию: фамилию привели к привычной модели притяжательного прилагательного (чей? — Картакаев). По географии фамилия тяготеет к Оренбургской области, Башкортостану и Татарстану — регионам, где веками жили башкиры, татары и казахи, чьи имена и прозвища позже оформлялись по русскому образцу. Сословно носители фамилии — скорее всего, потомки государственных или ясачных крестьян, реже — казаков.

Спорный момент: некоторые исследователи пытаются связать «Картак» с монгольским «хартаг» (быстрый, резвый), но это фонетически натянуто и не подкреплено ареалом фамилии. В целом, Картакаев — фамилия с прозрачной тюркской основой, но без единой «правильной» расшифровки: выбор между «коротышкой» и «старичком» остаётся за семейным преданием.