Фамилия Картышкина образована от прозвища или мирского имени Картышка. Основа фамилии — слово «картышка», которое в русских говорах имело два основных значения. Первое — уменьшительное от «карта», то есть игральная карта. Второе, диалектное, — картофель, картошка. В некоторых областях «картышкой» называли также невысокого, коренастого человека, похожего на клубень. Таким образом, прозвище могло относиться либо к заядлому картежнику, либо к крестьянину, выращивавшему или любившему картофель, либо к человеку с характерной внешностью.

Фамилия построена по типичной восточнославянской модели с суффиксом -ин, который указывает на принадлежность: «чей?» — Картышкин, то есть сын или потомок Картышки. Это одна из древнейших форм русских фамилий, распространенная в северных и центральных губерниях России. Окончание -а в современном написании (Картышкина) — женский вариант фамилии.

Географически фамилия встречается нечасто, с заметной концентрацией в Поволжье и некоторых областях Центральной России. В архивных записях и переписных книгах XVII–XVIII веков можно найти упоминания крестьян и посадских людей с этой фамилией, что указывает на ее простонародное происхождение. Дворянских родов Картышкиных в родословных книгах не зафиксировано.

Любопытно, что фамилия Картышкина стоит в одном ряду с однокоренными, но более редкими вариантами: Картов, Карточкин, Картежников. Однако именно форма с суффиксом -ышк- придает прозвищу ласкательный или уменьшительный оттенок, что характерно для неофициальных именований в крестьянской среде. В словаре русских фамилий Б. Унбегауна такая модель описывается как типичная для прозвищ, образованных от существительных с уменьшительными суффиксами.