Фамилия Каталёва — редкий пример того, как одно и то же прозвище могло возникнуть в совершенно разных профессиональных средах. В основе лежит прозвище Каталь, и у него как минимум два независимых значения. Первое связано с ремеслом: на Русском Севере и в Сибири «катать» означало валять шерсть, поэтому Каталем называли мастера по изготовлению валенок (в старину их называли «каталками»). Второе значение — сугубо уральское: на металлургических заводах «каталем» именовали рабочего при прокатном стане. Таким образом, предки Каталёвых могли быть либо валяльщиками обуви, либо заводскими металлургами — и та, и другая версия одинаково правдоподобна и подтверждается диалектной лексикой.

Фамилия образована по стандартной русской модели: к основе прозвища Каталь добавился суффикс принадлежности -ев (в написании — под ударением, поэтому ё). Вариант Каталёв — притяжательное прилагательное, отвечавшее на вопрос «чей?»: сын Каталя. Ударение на последний слог отличает эту фамилию от возможной, но не зафиксированной формы Каталов. Географически фамилия тяготеет к Уралу и Зауралью — именно там исторически были сосредоточены и валяльные промыслы, и металлургические заводы, где работали катали.

Встречается также написание через «о» — Каталев, но вариант с буквой «ё» точнее передаёт произношение и ударение. Какого бы из двух ремёсел ни касалась история конкретной ветви, фамилия Каталёва — живое напоминание о том, что в доиндустриальной России человека часто называли по тому, что он делал руками.