Фамилия Карымова — женская форма фамилии Карымов, принадлежащей к распространённому типу русских фамилий, образованных от личных имён восточного происхождения. В основе лежит мужское имя Карим, которое в переводе с арабского означает «великодушный, благородный». У мусульман Карим считается одним из девяноста девяти имён, приписываемых Богу, что придаёт имени особый сакральный смысл.

Русский суффикс -ов (в женской форме -ова) присоединился к имени Карым, которое представляет собой русифицированный или диалектный вариант арабского Карим. Такая замена «и» на «ы» нередка в тюркских языках и при адаптации имён в русской среде. Таким образом, Карымов буквально означает «сын Карыма» или «потомок Карыма».

Процесс формирования фамилий у народов, исповедующих ислам, на территории Российской империи был длительным и неравномерным. Массово фамилии по отцу (по имени деда) стали закрепляться у татар, башкир и других тюркоязычных народов лишь в XIX — начале XX века. Поэтому окончательно говорить о точном месте и времени возникновения конкретного рода Карымовых можно только на основании генеалогических исследований, например, по метрическим книгам или ревизским сказкам.

Среди носителей фамилии преобладают люди, чьи предки — мусульмане, чаще всего татары или башкиры. Встречается фамилия и у народов Кавказа, где имя Карим также широко распространено. В русской среде фамилия могла появиться через смешанные браки или при крещении, хотя для крещёных татар более характерны фамилии на -ин или -ский.