Фамилия Катаргинова образована от мужского прозвища Катарга или Катаргин, а тот, в свою очередь, восходит к слову «катарга». В русских говорах это слово имело два основных значения. Первое — «каторга», то есть тяжёлая принудительная работа, ссылка. Однако напрямую связывать фамилию с каторжником не стоит: прозвище Катарга могли дать не только ссыльному, но и человеку, который работал с необычайным упорством, «как на каторге», или же тому, кто отличался суровым, неуживчивым нравом.

Второе, более вероятное значение — диалектное. В северных и сибирских говорах «катарга» означала «большая лодка», «барка» или «плоскодонное судно для перевозки грузов». В этом случае прозвище Катарга мог получить лодочник, перевозчик или судовладелец. Учитывая, что фамилия несёт в себе суффикс -ин, она указывает на принадлежность: «чей?» — «сын Катарги», «род Катаргиных». Такая модель типична для прозвищ, а не для крестильных имён, что подтверждает мирское, бытовое происхождение.

Географически фамилия редкая. Основной ареал бытования — Поволжье и Урал, особенно в Пермском крае и Кировской области. Именно там были распространены речные промыслы и сохранялась архаичная лексика. Встречается также у староверов, которые нередко уходили в глухие места и сохраняли старые говоры.

С точки зрения словообразования фамилия прозрачна: корень катарг- + суффикс -ин- + окончание -а. Ударение, скорее всего, падает на второй слог: Ката́ргинова. Вариант с ударением на третий слог (Катарги́нова) встречается, но реже и может объясняться местными диалектными особенностями.

Однокоренные фамилии — Катаргин, Катаргинский, Катаргов. Все они восходят к той же основе, но различаются только суффиксальной моделью: -ов и -ский указывают на более позднее оформление или на происхождение от географического названия (например, от деревни Катаргино). Сама фамилия Катаргинова — женская форма, в мужском варианте звучит как Катаргинов.

Таким образом, предки носителей фамилии Катаргинова — скорее всего, люди, связанные с речным транспортом или получившие прозвище за необычайное трудолюбие, а не за криминальное прошлое. Фамилия сохранила в себе отголосок старого русского быта и диалектной речи.