Фамилия Карталыкова — женская форма фамилии Карталыков, и её разбор стоит начать с мужского варианта. В основе лежит прозвище или имя Карталык. Слово «карталык» в тюркских языках (татарском, башкирском, казахском) означает «снегирь» или, в некоторых диалектах, «воробей». Птичьи прозвища в дохристианской и раннехристианской Руси давали людям за сходство с повадками птицы — например, за яркую внешность, подвижность или особый голос. Так что первый и самый вероятный вариант: предок носителя фамилии получил прозвище Карталык из-за какой-то заметной черты, напоминавшей снегиря.

Суффикс -ов в мужской форме указывает на типичную русскую модель образования фамилий от прозвищ или имён, оканчивающихся на твёрдый согласный. Карталыков буквально означает «сын Карталыка» или «из рода Карталыка». Женская форма Карталыкова — это грамматическое притяжательное прилагательное, которое закрепилось за женой или дочерью Карталыкова. Такая модель массово распространилась в XVI–XVII веках, когда фамилии начали передаваться по наследству.

Есть ещё одна, менее распространённая версия: топонимическая. В некоторых регионах (например, в Башкортостане или Челябинской области) встречаются названия населённых пунктов, образованные от тюркского «картал» — «орёл». Правда, в этом случае логичнее было бы ожидать форму Карталов или Карталовский, а не Карталыков. Но полностью исключать, что фамилия пошла от названия местности, нельзя, особенно если носители фамилии исторически жили в районах с тюркским населением.

География фамилии Карталыкова сегодня довольно узкая. По данным открытых источников и телефонных справочников, основная часть носителей сосредоточена в Оренбургской области, Башкортостане и Татарстане. Это подтверждает тюркское происхождение корня — именно в этих регионах столетиями шло смешение славянских и тюркских языков и традиций именования. Социально предки Карталыковых, скорее всего, были крестьянами или казаками: прозвища-птицы в этих слоях давали часто, а дворянские фамилии обычно образовывали от полных христианских имён или географических названий с суффиксом -ский.

В написании фамилии важно не путать её с похожей, но другой фамилией Карталов (от «картал» — орёл) или Карташов (от тюркского «карташ» — родственник). Карталыков — редкий вариант, и его уникальность именно в суффиксе -ык, который прямо указывает на тюркское прозвище, а не на отчество от имени.