Село названо по реке удм.. Карсовай (Карсовайка — русифицированная форма). Название реки, в свою очередь, образовано от двух удмуртских корней: карсо «родник с опалубкой» (либо «дёрн») и вай «протока».

История

По сведениям Н. Н. Блинова, река Карсовайка была «пограничной чертой» между русско-пермяцкими (к северу от неё) и удмуртскими (к югу) поселениями, появившимися в этой местности относительно поздно — с конца XVII века. Коми-пермяки заселили край с севера, продвигаясь вверх по Каме, удмурты — с юга, поднимаясь по Чепце и её притокам. При полном господстве русского языка и обрусении пермяков, русских в крае изначально было немного.

В силу климата и бедности почв в условиях тайги единственным возможным типом земледелия было подсечно-огневое, с частой сменой быстро истощавшихся земель. Это обусловило и тип расселения — небольшими починками, которые строились для каждого выросшего сына в семье.

Именно таким был и починок Усть-Карсовайский (по официальным документам), в народе называвшийся Киршатами — поскольку в нём жили сыновья Кирши (Кирилла) Тебенькова, основавшего починок около 1780 года. Со временем недалеко появились новые починки — Никишата, Афонята и другие. В 40-е годы XIX века здесь была построена деревянная Сретенская церковь, и починки объединили в село Карсовайское, ставшее центром волости в составе Глазовского уезда Вятской губернии.

После образования Вотской АО, 5 января 1921 года преимущественно неудмуртская Карсовайская волость была отрезана от Глазовского уезда и присоединена к вновь созданному Омутнинскому уезду Вятской губернии. 7 февраля 1925 года волость возвращена в состав Глазовского уезда. С 1929 по 1963 годы село было центром Карсовайского района, позже присоединённого к Балезинскому.

В селе был построен храм в честь Сретения Господня. Церковный приход основан в 1844 г. В годы разгула богоборческого режима  храм был уничтожен.