Фамилия Катакашев — редкая и неоднозначная по происхождению. Её основа «Катакаш» может восходить как к тюркским корням, так и к славянским прозвищным именам, но в любом случае фамилия образована по стандартной русской модели: к основе добавлен патронимический суффикс -ев, указывающий на принадлежность («чей?» — сын Катакаша).

Наиболее вероятна тюркская версия. В тюркских языках (татарском, башкирском, казахском) слово «катак» или «катака» могло означать «крепкий», «прочный», а также «загон для скота» или «хлев». Прозвище Катакаш могли дать либо крепкому, выносливому человеку, либо тому, кто жил при скотном дворе или ухаживал за скотиной. Суффикс -аш характерен для тюркских имен и прозвищ (ср. Тоймаш, Айнаш), он придаёт основе ласкательный или уменьшительный оттенок. Таким образом, Катакаш — это, скорее всего, прозвище человека, связанного с животноводством, или же ласкательная форма имени со значением «крепкий».

Менее убедительна версия происхождения от русского дохристианского имени Катакаша, которое могло быть производным от глагола «катать» (кататься, катить). В этом случае прозвище могло относиться к подвижному, непоседливому человеку или к тому, кто работал с катками (например, катал бревна, занимался извозом). Однако такая версия менее вероятна, поскольку в русских говорах фиксируется скорее основа «Каташ» (от «катать»), а форма с дополнительным «к» в середине — «Катакаш» — явно тяготеет к тюркской морфологии.

Фамилия Катакашев географически привязана к регионам смешанного славяно-тюркского населения — Поволжью, Уралу или югу России. Встречается она крайне редко, что говорит о её узколокальном происхождении: скорее всего, фамилия закрепилась в одной-двух деревнях и не получила широкого распространения. В дореволюционных метрических книгах её носители, вероятно, были государственными крестьянами или однодворцами — людьми, занимавшимися земледелием и скотоводством.