Фамилия Катинова — женская форма, а её мужской вариант — Катинов. В основе почти наверняка лежит нецерковное имя или прозвище Катя. Вопреки первому впечатлению, это не обязательно уменьшительное от Екатерины. В старых русских говорах «катей» называли куклу, а в новгородских и псковских диалектах — ещё и галку (птицу семейства врановых). Прозвище могли дать человеку за сходство с куклой (нарядный, чистенький, но, возможно, несамостоятельный) или за говорливость, крикливость — как галка.

Суффикс -ов- указывает на типичную русскую патронимическую модель: Катинов — сын Кати. Фамилии на -ов чаще всего получали крестьяне и мещане в центральной России и Поволжье. Вероятно, предок носителя фамилии был известен в своей общине именно под прозвищным именем Катя, которое затем закрепилось за его потомками.

Менее вероятная, но допустимая версия — связь с топонимом. В России есть несколько небольших деревень с названием Катино (например, в Костромской и Тверской областях). Выходец из такой деревни мог получить фамилию по месту жительства. Однако эта версия слабее, потому что фамилии на -ов от географических названий образуются реже, чем от личных имён, и обычно имеют другой суффикс (например, Катинский).

Фамилия встречается нечасто, что говорит о её локальном происхождении. Основной ареал — центральные и северо-западные области России, с небольшим рассеянием на Урал и в Сибирь в результате переселений XIX–XX веков. В дореволюционных метрических книгах Катиновы фигурируют в основном как крестьяне и мещане, без указания на дворянство или купечество.