Фамилия Катербузова — женская форма, а мужская, Катербузов, встречается редко и звучит необычно даже для русского уха. В ней сразу два спорных момента: суффикс и основа. В отличие от подавляющего большинства русских фамилий на -ов/-ев, которые образуются от мужских имен или прозвищ с помощью суффикса принадлежности, здесь мы видим -бузов. Это нестандартная модель, и она сразу указывает на возможное тюркское или кавказское происхождение.

Первая часть, «катер», скорее всего, восходит к тюркскому слову «катер» или «катыр» — мул, гибрид лошади и осла. В русских говорах это слово тоже бытовало, но именно как заимствование. Вторая часть, «буз», имеет несколько значений: в тюркских языках это может быть «лёд» или «холод», а в русских диалектах — «глупый человек» или «квас» (от «буза» — хмельной напиток). Однако в фамилии -бузов, вероятно, является не частью корня, а суффиксальным оформлением, близким к тюркским фамилиям на -оглы или -заде, но адаптированным под русскую модель.

Наиболее правдоподобная версия: Катербузов — это русифицированная форма тюркского прозвища, которое означало «сын (или человек) того, у кого мул-буз». «Буз» здесь могло быть личным именем или прозвищем, означающим «крепкий как лёд» или «холодный». Получается что-то вроде «Катер-оглы» (сын Катера) с дополнительным уточнением. Менее вероятно, что основа — это сложное слово «катер-буз» (мул-лёд), но такая конструкция в прозвищах встречается.

Географически фамилия, судя по редким упоминаниям, тяготеет к югу России — Поволжью, Приуралью или Северному Кавказу, где было сильное тюркское влияние. В дворянских родословных книгах она не значится, что говорит о крестьянском или казачьем происхождении носителей. Скорее всего, предок Катербузовых был человеком, связанным с лошадьми или мулами (погонщик, торговец), или же получил прозвище по внешней или поведенческой черте, которую окружающие связали с образом мула — упрямство, выносливость.

В написании фамилии встречаются варианты: Катербузов и реже Которбузов, что связано с аканьем в южных говорах. Но форма с буквой «а» в первом слоге — исторически более точная, так как в тюркских языках гласный в «катер» устойчивый.