Фамилия Картавых — один из ярких примеров русских фамилий, образованных по севернорусской модели на -их/-ых. В то время как в центральной и южной России закрепилась форма Картавый или Картавов, окончание -ых указывает на родовую принадлежность: «из дома Картавых», то есть из семьи того, кого прозвали Картавый.

В основе прозвища — глагол «картавить», то есть произносить неверно, неясно звуки «р» и «л». Скорее всего, такое прозвище закреплялось за человеком, отличавшимся нечетким произношением. В старину прозвища, данные по физическим или речевым особенностям, были обычной практикой — они помогали быстро опознать человека в деревне. Потомок человека, обладающего прозвищем Картавый, со временем получил фамилию Картавых.

Эта фамилия почти не встречается за пределами русского Севера и северо-востока: Вологодская, Архангельская, Кировская области, а также Пермский край. Именно там диалектное окончание -их/-ых сохранялось дольше всего и не вытеснялось стандартным -ов. Фамилия Картавых стоит в одном ряду с такими же «говорящими» фамилиями, как Шептунов, Говорливых или Молчановых, но среди них она выделяется редким суффиксом, который сразу выдает северные корни рода.