Фамилия Катилина звучит настолько по-римски, что первая мысль — не попала ли она в русский обиход из учебников истории, вместе с заговорщиком Луцием Сергием Катилиной. Однако связь здесь, скорее всего, обратная: не фамилия произошла от знаменитого римлянина, а русское прозвище случайно совпало с латинским именем. Основа фамилии — не «катилина» как заимствование, а древнерусское слово «катила» или диалектный глагол «катить».

В основе лежит прозвище Катила. В говорах им называли человека, который катает что-то тяжёлое: бочки, брёвна, камни. Но есть и другая, более живая версия: «катилой» в некоторых регионах дразнили непоседу, того, кто «катится» по жизни легко, не задерживаясь на месте, или, наоборот, беспокойного, вечно куда-то спешащего человека. Суффикс -ин указывает на принадлежность: Катилин — «сын Катилы», «из рода Катилы».

Модель образования типична для северных и центральных русских земель: сначала прозвище, потом фамилия через притяжательный суффикс. В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые часто возникали от мирских имён, оканчивающихся на твёрдый согласный, -ин крепился к основам на -а/-я. Поэтому Катилин — прямая параллель к фамилиям вроде Путятин (от Путята) или Головин (от Голова).

Соблазн связать фамилию с латинским корнем «catilina» (предположительно — «маленькая собака» или «голодный пёс») велик, но лингвистически неоправдан. Фамилия не могла возникнуть в русской среде из книжного образа римского заговорщика — для этого она слишком проста по структуре и слишком точно вписывается в народную модель прозвищ по действию. Скорее всего, это случайное совпадение, которое и делает фамилию запоминающейся.

Социальный состав носителей фамилии — почти наверняка крестьянский или посадский. Катилины не принадлежали к столбовому дворянству, не фиксируются в древних боярских списках. Это фамилия человека, которого в деревне знали по его подвижности, работе или характеру, а не по родословной. Географически фамилия редкая, встречается точечно, что говорит о её локальном происхождении: скорее всего, она возникла в одном или нескольких соседних сёлах и не получила широкого распространения.