Фамилия Каталёв происходит от прозвища Каталь, и её значение напрямую связано с родом занятий предка. В русских говорах слово «каталь» имело два основных значения. Первое — мастер, который изготавливал валенки, то есть «каталки». Второе значение, распространённое на Урале, — прокатный стан на металлургическом заводе, а также рабочий, который на нём трудился. Таким образом, основатель рода Каталёвых мог быть либо валяльщиком обуви, либо уральским металлургом.

Словообразовательная модель фамилии проста: к основе «Каталь» добавили суффикс -ёв, который указывает на принадлежность («чей?»). Это типичный патроним, отвечающий на вопрос «сын Каталя». Ударение в фамилии падает на последний слог — Каталёв, что характерно для фамилий, образованных от прозвищ с конечным мягким согласным.

Интересно, что в некоторых регионах России встречается близкий вариант фамилии — Ката́лев, с ударением на втором слоге. В таком случае основа могла быть иной: не «каталь», а «ката́ла» или «ката́ль». Однако форма «Каталёв» с ударным окончанием — более редкая и устойчивая, что говорит о её возможной привязке к конкретной местности, скорее всего, к Уралу или Поволжью.

Однокоренные фамилии — Каталов, Каталин, Каталкин — встречаются реже и имеют другие суффиксальные оттенки. Каталёв же стоит особняком именно благодаря суффиксу -ёв, который в русской ономастике часто указывает на прозвища, закрепившиеся за одним человеком, а не на целый род.

Окончательно установить точное место и время возникновения фамилии можно только в ходе углублённых генеалогических изысканий, поскольку процесс формирования фамилий в разных регионах шёл неравномерно. Но сам факт, что прозвище Каталь дало жизнь двум разным профессиональным трактовкам, делает эту фамилию ярким примером того, как за одним словом может стоять несколько совершенно разных ремёсел.