Фамилия Катамахина — редкая и неочевидная с точки зрения происхождения. Если не копать, первая ассоциация — с «катамараном», но это ложный след. На деле основа фамилии — тюркское или кавказское слово, искажённое русским произношением.

Самый вероятный корень — тюркское «катама» или «катаман», что означает «упрямец», «твердолобый», «настырный человек». В диалектах османского и крымскотатарского языков так называли того, кто стоит на своём, не поддаётся уговорам. Суффикс «-хин» в русских фамилиях встречается редко, но он характерен для прозвищ, которые переделывали на русский лад: исходное «Катама» обрастало окончанием, чтобы звучать привычно для уха. Сравните с фамилиями Балахин, Карахин — там тот же принцип: тюркская основа плюс русский суффикс принадлежности.

Вторая версия, менее убедительная, выводит фамилию из греческого «катамахия» — «борьба», «сражение». Но эта гипотеза слаба: греческие фамилии с таким корнем почти не встречаются в русской среде, а на юге России, где могли оседать греки, форма была бы скорее Катамахидис или Катамахи. Поэтому тюркский след выглядит правдоподобнее.

Географически фамилия тяготеет к южным регионам — Ростовская область, Ставрополье, Краснодарский край. Встречается и в казачьих списках: донские казаки нередко перенимали прозвища от соседних народов. Предок-носитель такого прозвища мог быть либо выходцем из тюркской среды, принявшим православие, либо русским, получившим кличку за упрямый нрав.

Окончание «-а» — женская форма. Мужской вариант — Катамахин. В документах XVIII–XIX веков фамилия могла писаться через «о» (Катомахин), что типично для южнорусского акающего говора.