Фамилия Каталюк — яркий пример того, как суффикс может рассказать о происхождении больше, чем корень. Формант -юк характерен для западноукраинской и белорусской ономастики, особенно для Волыни, Подолья и Полесья. Это уменьшительно-патронимический суффикс, который буквально означает «маленький» или «сын»: Каталюк — это сын или потомок человека по прозвищу Каталь.

Основа фамилии восходит к слову «каталь», которое в южнорусских и украинских говорах имело два основных значения. Первое — человек, который катает, например, валенки или войлок (катальщик, валяльщик). Это ремесленная профессия, распространённая в сёлах, где валяние шерсти было сезонным промыслом. Второе значение — прозвище любителя покататься, то есть того, кто катается на санях, лошадях или просто любит движение. В быту «каталем» могли назвать и бродягу, и весельчака, который не сидит на месте.

Стоит отметить, что в некоторых регионах «каталь» — это искажённое «катала», то есть шулер, картёжник. Но для фамилии Каталюк эта версия менее вероятна: прозвища, образованные от названий профессий, в крестьянской среде были куда массовее, чем криминальные клички. Тем более что суффикс -юк чаще прикреплялся именно к бытовым и ремесленным именам, а не к негативным.

По модели образования Каталюк стоит в одном ряду с фамилиями Ковалюк (сын кузнеца), Шевчук (сын портного), Бондарчук (сын бондаря). Это говорит о том, что предок носителя фамилии, скорее всего, был человеком незнатного происхождения — крестьянином или ремесленником, чью профессию или характерную черту закрепили в родовом имени.

Географически фамилия Каталюк сегодня встречается преимущественно на западе Украины (Волынская, Ровенская, Хмельницкая области) и в приграничных районах Беларуси. В России она редка и, как правило, фиксируется у потомков переселенцев с этих территорий в XIX—XX веках.