Фамилия Катанская — женская форма фамилии Катанский. Её основа — прозвище Катан, и вокруг его происхождения есть две основные версии, причём одна заметно конкретнее другой.

Первая и самая вероятная версия связывает прозвище Катан с румынским (молдавским) словом «кэтэнэ» (cătănă), что означает «солдат». В этом случае прозвище было профессиональным: предок носителя фамилии был военным, служивым человеком. Такое объяснение логично и привязано к конкретному региону — Молдавии и соседним территориям, где влияние румынского языка было сильным. Именно эта версия выглядит наиболее правдоподобной, так как фамилии на -ский/-ская часто образовывались от прозвищ, указывающих на род занятий, и давали ответ на вопрос «чей?» или «откуда?» — в данном случае, «сын (или дочь) Катана».

Вторая версия выводит прозвище Катан из еврейского языка, где «катан» (קטן) означает «маленький». Слово это действительно существует, и прозвище Катан встречается у евреев, но в русской и славянской ономастике эта гипотеза менее убедительна. Фамилия Катанская по своей модели (суффикс -ск-) типична для польской, украинской и русской традиции, а не для еврейской фамильной системы, где такие окончания редки. Поэтому, хотя полностью исключать еврейский след нельзя, версия с солдатом-«кэтэнэ» стоит на более твёрдой почве.

Суффикс -ск- в фамилии Катанская указывает на её дворянское или шляхетское происхождение либо на принадлежность к географическому названию. Впрочем, в XIX веке такие фамилии активно давали и выходцам из духовенства, и крестьянам при переписях. Так что носительница фамилии Катанская могла быть и дочерью молдавского солдата, и потомком польского шляхтича, чьё поместье или родовая местность носила имя вроде Катаны или Катан.

Изначально прозвище Катан, как это часто бывало, полностью заменило наследственное имя в быту и документах, а затем закрепилось в фамилии. Географически фамилия Катанская встречается в основном в западных и юго-западных регионах бывшей Российской империи — на Украине, в Молдове и в Бессарабии.