Фамилия Каталаев звучит энергично, почти как отголосок действия. Её основа — «катала» — в русских говорах имела несколько значений, и все они указывают на человека подвижного, занятого определённым ремеслом или промыслом. Скорее всего, фамилию дали не по имени, а по прозвищу, и это прозвище описывало род занятий или характер предка.

Самое прямое и распространённое объяснение: «каталой» в XIX — начале XX века называли мелкого торговца, который разъезжал по деревням и скупал у крестьян продукты (яйца, масло, шкуры) или же менял товар — например, развозил соль и мануфактуру. В некоторых регионах «катала» — это также валяльщик валенок (тот, кто «катает» войлок) или человек, работающий на катке — в бондарном или красильном деле. Все эти занятия требовали физической силы и подвижности, что и закрепилось в прозвище.

Менее вероятная, но возможная версия связывает фамилию с диалектным словом «катала» в значении «повеса, гуляка». Однако для крестьянской среды, где фамилии чаще всего отражали профессиональную принадлежность, версия с ремеслом или торговлей выглядит убедительнее. Суффикс «-ев» указывает на принадлежность: «Каталаев» — сын или потомок Каталы, то есть человека, носившего такое прозвище.

Фамилия не относится к числу широко распространённых, но встречается в Поволжье и на Урале — в тех краях, где была развита отхожая торговля и кустарные промыслы. В документах XVII–XVIII веков подобные прозвища фиксировались у посадских людей и крестьян, и Каталаев — типичный пример фамилии, образованной от прозвища по роду деятельности, без участия церковного имени.