Фамилия Картазаев образована от тюркского прозвища Картазай. В основе лежит турецкое слово kartas — «старый, пожилой». Скорее всего, Картазаем называли самого старшего мужчину в семье или роду, уважаемого за возраст и опыт. Такие прозвища давали не в насмешку, а для обозначения положения: старейшина, глава общины.

Словообразовательная модель здесь простая: к основе Картазай добавили русский патронимический суффикс -ев, который указывает на принадлежность: «чей?» — Картазаев, то есть сын или потомок Картазая. Суффикс -ев, а не -ов, появился из-за мягкого согласного в конце основы (Картазай → Картазаев). Это типично для фамилий, которые оформлялись на русской почве в XVI–XVII веках, когда тюркские прозвища адаптировали под славянскую модель.

Фамилия редкая, её география связана с зонами активных русско-тюркских контактов: Поволжье, Приуралье, южные уезды России. Встречается в документах по Оренбургской и Самарской губерниям, где оседали служилые татары и казаки. В некоторых говорах зафиксирован вариант Картазов — с твёрдым окончанием, но исходная форма именно через -аев.

Двойственность в произношении (ударение может падать на второй или третий слог) отражает разное осмысление: одни носители чувствуют тюркский корень и тяготеют к ударению на последнем слоге, другие русифицируют фамилию по образцу на -аев. Ономасты относят Картазаевых к числу фамилий, сохранивших прямую связь с социальной ролью предка, а не с внешностью или ремеслом.