Фамилия Картавцов — один из тех случаев, когда прозвище предка оказалось записано не так, как произносилось, а «по буквам». Основа здесь — диалектное слово «картавый» (шепелявый, нечисто выговаривающий звуки). В русских говорах существовала и форма «картав», от которой с помощью типичного патронимического суффикса -ов и образовалась фамилия: Картав + ц + ов. Суффикс -ц- в данном случае — это уменьшительный или уничижительный оттенок, то есть «Картавец» — человек с заметным недостатком речи, а «Картавцов» — его сын или потомок.

Интересно, что фамилия закрепилась именно в такой, несколько архаичной форме. В большинстве регионов России прозвище «Картавый» давало фамилию Картавов или Картавых. Форма с -ц- встречается реже и указывает на более старое, «документальное» закрепление прозвища в писцовых книгах, где писарь мог записать прозвище в родительном падеже или с уменьшительным суффиксом. Это характерно для южнорусских и центральных областей, где была распространена модель образования фамилий от прозвищ на -ец.

Фамилия Картавцов недворянская, недуховная — она из разряда «мирских», бытовых прозвищ. Предок носителя фамилии, скорее всего, был крестьянином или посадским человеком, которого окружающие запомнили по характерной особенности речи. В этом смысле фамилия стоит в одном ряду с Заикиными, Шептуновыми или Гугнивыми — все они фиксируют речевые особенности, которые в среде, где ценилась слышимость и чёткость слова (например, на сходе или торгу), могли стать устойчивым прозвищем.

В написании фамилии возможна путаница с однокоренной, но редкой фамилией Кортавцов (от «кортавый» — короткий, низкорослый). Однако основная, общепринятая версия — через «а» и с ударением на второй слог: Карта́вцов.