Фамилия Картелева — женская форма, мужской вариант — Картелев. В её основе лежит прозвище Картель. Слово многозначное, и разобраться с ним помогает ономастика и история языка.

Самая прямая версия — от голландского kartel, что значит «зарубка» или «картель». В старину картелью называли письменное условие между государствами, а также вызов на дуэль. Поэтому прозвище Картель мог получить либо человек, имевший отношение к составлению договоров (писарь, дипломат), либо заядлый дуэлянт. Обе версии имеют право на существование, но первая выглядит убедительнее: прозвища по роду занятий давали чаще, чем по случайной черте характера.

Фамилия Картель действительно встречается на Украине и в Белоруссии. При этом её звучание и корень нехарактерны для исконно славянских прозвищ. Это наводит на мысль о западноевропейском, скорее всего немецком, происхождении основы. В среде немецких колонистов или евреев, говоривших на идиш (близком к немецкому), такие прозвища были обычны. Для сравнения: у евреев Восточной Европы встречались фамилии Вейценбаум («пшеничное дерево»), Зауэрштром («кислый поток»), Левенфиш («рыба-лев») — все они образованы от немецких слов, как и Картель. Поэтому потомок человека с прозвищем Картель мог быть выходцем из немецкой, белорусской или украинской среды, в том числе еврейской.

Суффикс -ев указывает на принадлежность: Картелев — сын Картеля. Это стандартная русская модель образования фамилий, которая «приклеилась» к нерусскому корню.