Фамилия Карвенова — женская форма, а её мужской вариант Карвенов — редкая русская фамилия, в основе которой почти наверняка лежит прозвище или имя, а не географическое название. Словообразовательная модель проста: суффикс -ов указывает на принадлежность («чей?»), то есть первоначально Карвенов — сын или потомок человека по имени или прозвищу Карвень.

Корень «карв-» в русских говорах нечастый. Самое вероятное объяснение — связь с диалектным словом «карва», которое в некоторых областях (например, в псковских и тверских говорах) означало «корова». Тогда Карвень — это либо человек, похожий на корову (например, медлительный, крупный), либо пастух, либо тот, кто держал много скота. В ономастике такие прозвища от названий домашних животных встречаются повсеместно: Коровины, Телятниковы, Быковы — Карвенов стоит в том же ряду, но с более узкой диалектной основой.

Менее вероятная, но возможная версия — от личного имени Карп через промежуточную форму Карвеня. В русских деревнях имя Карп (от греческого «карпос» — плод) нередко давали в уменьшительно-ласкательном виде: Карпушка, Карпеня, а в некоторых говорах — Карвень, с заменой «п» на «в» под влиянием местного произношения. Тогда фамилия Карвенов — это «внук Карпа», но путь от Карпа до Карвена не очевиден и требует дополнительных диалектных подтверждений.

Суффикс «-ен-» в основе (Карв-ен-ов) — редкий для русских фамилий. Чаще встречаются фамилии на -ин (Карвин) или -ев (Карвев). Форма на -енов может указывать на севернорусское или западнорусское происхождение, где такие модели встречаются чаще. В любом случае, фамилия недворянская и неискусственная — она сложилась в крестьянской или мещанской среде, скорее всего, на территории современных Псковской, Новгородской или Тверской областей.

Споров среди ономастов по этой фамилии нет: большинство словарей и исследователей (например, в работе Б. Унбегауна «Русские фамилии») относят подобные образования к прозвищным, от местных диалектных слов. Фамилия редкая, в дореволюционных справочниках почти не встречается, что говорит о её поздней фиксации или узком ареале бытования.