Фамилия Катин в подавляющем большинстве случаев образована от крестильного женского имени Екатерина. В качестве основы взята его краткая форма — Катя, что типично для русских фамилий на -ин: суффикс указывает на принадлежность («чей?» — Катин сын, Катина дочь). Имя Екатерина восходит к греческому «катариос» — «чистая», «непорочная». У него множество производных форм: Катюша, Катерина, Катик, Катришка, Рина, Кэт.

В старом русском быту имя «Катя» породило и нарицательные смыслы. Словом «катя» называли куклу, а выражение «задать катю» означало «выпороть». Глагол «катеринить» значил «богатеть, наживаться» — из-за того, что сторублёвые купюры с портретом Екатерины II в народе звали «катеньками». Это были большие по тем временам деньги.

Небесная покровительница имени — великомученица Екатерина Александрийская, жившая на рубеже III–IV веков, в эпоху жесточайших гонений на христиан. Император, узнав о её вере, велел пытать девушку на специально изобретённых колёсах с железными шипами, но удар молнии сокрушил орудие. Екатерину обезглавили, а тело, по преданию, ангелы перенесли в монастырь на горе Синай. В России с этим днём связаны приметы: Святой Екатерине молятся при трудных родах, на Екатеринин день устраивали гонки на санях, а вечер накануне считался временем ворожбы.

Существует и другая, менее правдоподобная версия. Она связывает фамилию не с именем, а с глаголом «катить», который в старину имел значение «жить без оглядки, гулять, кутить». В таком случае прозвище Катя носило бы иронический оттенок и давалось бесшабашному, разгульному человеку. Однако для фамилии на -ин гораздо естественнее происхождение от личного имени, и именно эта версия считается основной.