Фамилия Картавкина — вариант женской формы от Картавкин. В её основе лежит прозвище или мирское имя Картавка, которое указывало на особенность речи человека — картавость. В русских говорах «картавый» означал того, кто не выговаривает звуки «р» или «л», либо говорил невнятно, шепеляво. Такое прозвище могли дать ребёнку или взрослому, и оно, в отличие от современного восприятия, не несло резко отрицательного оттенка — на Руси многие фамилии образовались от физических или речевых особенностей (Шептунов, Заикин, Гугнивый).

Словообразовательная модель проста: суффикс -к- образовывал уменьшительно-пренебрежительную или обиходную форму (Картавка), а затем фамильный суффикс -ин (реже -ов) указывал на принадлежность: «чей?» — Картавкин, то есть сын или потомок Картавки. В северных и центральных русских говорах суффикс -ин в фамилиях встречается чаще, чем в южных, поэтому география фамилии тяготеет к Владимирской, Ярославской, Костромской областям, а также к бывшим новгородским землям.

По данным ономастов, фамилия Картавкин фиксируется в письменных источниках с XVII века — в основном среди крестьян и посадских людей. Дворянских родов с такой фамилией не известно, что типично для прозвищных фамилий из простонародной среды. Встречается также вариант написания с одной «т» — Каравкин, но это другой корень (от «каравка» — корова, телёнок), и путать их не стоит.

Интересная деталь: в некоторых диалектах «картавым» называли не только шепелявого, но и человека с невнятной, торопливой речью — отсюда могло пойти прозвище не по дефекту, а по манере говорить. Фамилия редкая, но не исчезающая — её носители живут в Поволжье и на Урале, куда переселялись крестьяне в XIX веке.