Фамилия Карташенкова — женская форма фамилии Карташенков, и её происхождение стоит разбирать через мужскую основу. В центре внимания здесь не столько корень, сколько редкий словообразовательный суффикс. Большинство русских фамилий на -ов/-ев и -ин, а Карташенков использует суффикс -енков, типичный для южнорусских и украинских земель. В XVI–XVII веках на территории современных Белгородской, Курской, Воронежской областей и Слобожанщины фамилии с этим суффиксом были распространённым способом указать на родство: «чей сын?» — Карташенков, то есть сын Карташенка.

Основа — Карташ. Это уменьшительно-пренебрежительное или просто разговорное имя от Карп (через Карташ, как Иваш от Иван) или от прозвища. В словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» упоминается, что корень «карташ» мог означать «картёжник» или «человек, связанный с картами» (от «карты»). Однако есть и вторая, более бытовая версия: в южных говорах «карташ» — это «коротышка», «низкорослый человек», а также вид сапожного инструмента. Таким образом, предок мог быть либо игроком в карты (что в крестьянской среде считалось неодобряемым занятием и давало стойкое прозвище), либо невысоким человеком, либо сапожником.

Фамилия не относится к дворянским — её носители, скорее всего, были крестьянами или однодворцами (государственными крестьянами южных окраин). Географически Карташенковы и Карташенковы (с вариациями написания) встречаются в основном в Курской, Белгородской и Воронежской областях, а также на востоке Украины. Интересная деталь: суффикс -енков в русской ономастике часто путают с украинским -енко, но в данном случае это именно русская форма, характерная для «оскольских» и «донских» говоров, где фамилии на -енков фиксировались ещё в XVII веке.

Сравните с однокоренными фамилиями: Карташев (с суффиксом -ев) и Карташов (с -ов) — обе встречаются чаще, но именно Карташенков сохраняет архаичную уменьшительную форму «Карташенок», то есть «маленький Карташ». В дореволюционных метрических книгах можно найти варианты Карташенковъ и даже Карташонков, что отражает местное аканье. Современная женская форма Карташенкова закрепилась в паспортной системе СССР, но в быту до сих пор возможны колебания: в деревнях старшее поколение может произносить «Карташонкова».