Фамилия Картечев образована по одной из самых распространённых в русском языке моделей: от прозвища или профессии с помощью суффикса -ев. В основе лежит слово «картечь». Вопрос только в том, что оно означало для человека, давшего прозвище.

Самая прямая версия — прозвище Картечь могли дать артиллеристу или пушкарю, то есть человеку, который заряжал орудия картечью. Картечь — это артиллерийский снаряд, начинённый множеством мелких пуль или кусков металла, который применяли для поражения живой силы на близких дистанциях. Такая фамилия могла закрепиться за предком, служившим в пушкарском деле, особенно в XVI–XVII веках, когда на Руси формировались полки «иноземного строя» и артиллерийские приказы. В этом случае Картечев — потомок военного человека, возможно, пушкаря или стрельца.

Вторая, не менее вероятная версия, — бытовая. Слово «картечь» в русских говорах имело и переносные значения. В некоторых диалектах «картечью» называли дробь для охоты, а самого охотника, особенно того, кто промышлял дичь дробью, могли прозвать Картечью. Кроме того, в пермских и вятских говорах «картечь» — это бранное или шутливое прозвище для мелкого, юркого человека или, наоборот, для того, кто «сыплет словами, как дробью», то есть говорливого и резкого.

Суффикс -ев указывает на патронимическую модель: «чей?» — Картечев, то есть сын Картеча. Фамилия недворянская, типично крестьянская или мещанская, что подтверждается её отсутствием в родословных книгах древних боярских родов. По географии распространения Картечевы чаще всего встречаются в центральных и южных регионах России, особенно в Воронежской, Тамбовской и Рязанской областях, что косвенно указывает на зону расселения служилых людей и казачества.

В отличие от фамилий на -ин, образованных от основ на -а/-я, форма на -ев (от основы на мягкий согласный) — одна из самых массовых, и Картечев стоит в одном ряду с такими фамилиями, как Плетнёв, Ситцев, Печников. Интересно, что в старых документах встречается вариант «Картечов» — с буквой «о» под ударением, что отражает живое произношение. Однако современная орфография закрепила написание через «е» после шипящего.