Фамилия Каталажнова — женская форма фамилии Каталажнов, и её происхождение напрямую связано с русским словом «каталажка», которое в разговорной речи и уголовном жаргоне XIX–XX веков означало тюрьму, арестантскую, место заключения. Основа фамилии — прозвище Каталажка или Каталажник, которое могли дать человеку, имевшему отношение к тюремному миру: либо надзирателю, либо бывшему арестанту, либо тому, кто часто попадал под стражу. В словаре русских фамилий Б. Унбегауна упоминается модель, где прозвища на -жник и -жка превращались в фамилии на -ов, что здесь и произошло.

Суффикс -нов указывает на принадлежность: Каталажнов буквально означает «сын Каталажника» или «из семьи Каталажки». Форма Каталажнова закрепилась в русской традиции как указание на замужнюю женщину или дочь из этого рода. Фамилия встречается преимущественно в южных и центральных регионах России, особенно в Ростовской и Волгоградской областях, а также в Краснодарском крае — местах, где исторически были крупные пересыльные тюрьмы и активная миграция населения.

Слово «каталажка» само по себе спорного происхождения. По одной версии, это искажённое «каталак» (от тюркского «катал» — крепость), по другой — производное от глагола «катать» (в смысле «катать в тюрьму»). Но для фамилии важнее не этимология слова, а его бытовое значение: прозвище было нелестным, а значит, фамилия могла возникнуть не в дворянской или купеческой среде, а среди крестьян, мещан или казаков, где прозвища давали по занятию или образу жизни.

Сравнение с однокоренными фамилиями (Каталажников, Каталагин) показывает, что Каталажнов — более редкая форма, с усечением суффикса -ник. Это типично для южнорусских говоров, где слово «каталажка» бытовало активнее, чем «каталажник». В дореволюционных метрических книгах фамилия фиксируется редко, что подтверждает её простонародное происхождение: она не попала в списки привилегированных сословий и осталась локальной.