Фамилия Катарин — редкий случай, когда за основу взято не каноническое имя, а его обиходная, сокращённая форма. В основе лежит имя Катарина — народный, разговорный вариант крестильного имени Екатерина. Такое усечение было обычным в быту: Катерина превращалась в Катарину, а от неё уже образовывали фамилию. Суффикс -ин указывает на принадлежность: «сын Катарины» или «человек из семьи Катариных».

Интересно, что фамилия Катарин могла возникнуть и без посредничества полного женского имени. В русских говорах «катара», «катарка» — прозвище для того, кто любит кататься, склонен к разгулу или, наоборот, работает каталкой — валяльщиком валенок. Эта версия правдоподобнее для тех регионов, где фамилия встречается в мужском роде без суффикса: сам прозвищный Катара дал фамилию Катарин, то есть «Катарин сын».

Основная масса носителей сосредоточена на юге России и в Поволжье, что косвенно подтверждает и южнорусскую модель образования. В отличие от фамилий на -ов, которые преобладают на севере и в центре, -ин типичен для черноземных областей. Сравните с однокоренными Катаров, Катарев — они встречаются реже и скорее указывают на другой диалектный вариант основы.

Спорных версий две: связь с тюркским «катаран» (вид рыбы) или с греческим «катаро» (чистый). Первая маловероятна — для тюркских заимствований в русских фамилиях больше характерны суффиксы -ов/-ев. Вторая натянута: имя Екатерина само восходит к греческому «катарос», но в фамилии это уже опосредованное влияние, не прямое.

Фамилия недворянская, в основном крестьянская и мещанская. Встречается в метрических книгах XIX века по Тамбовской и Воронежской губерниям. Сегодня носителей немного, фамилия постепенно исчезает — многие Катарины в советское время русифицировали её в Катеринин или Екатеринин, чтобы избежать путаницы с иностранным звучанием.