Фамилия Катнесева образована от прозвища Катнесь, и её корни уходят в язык коми. У этого прозвища есть несколько возможных значений, и все они связаны с разными сторонами жизни предков.

Первая версия отсылает к коми слову «катны» — «вверх по реке, подниматься, плыть против течения». Если так, то прозвище Катнесь указывало на место жительства человека: его селение стояло в верховьях реки. Такие прозвища давали людям по географическому признаку, чтобы отличить одного хозяина от другого.

Вторая версия ведёт к глаголу «каттъыны» — «кутать, закутать». Здесь Катнесь могло быть шутливым или бытовым прозвищем человека, который постоянно мёрз и одевался слишком тепло. Подобные прозвища часто закреплялись за людьми из-за заметной привычки или особенности внешности.

Третья версия предлагает основу «кöтны» — «месить, болтать». В этом случае прозвище могло относиться либо к пекарю, который месил тесто, либо к словоохотливому, разговорчивому человеку. Такая двойственность типична для старых прозвищ, где одно слово могло описывать и ремесло, и характер.

Фамилия образована по стандартной русской модели: к основе Катнесь добавили суффикс -ев, получив Катнесев, а затем женскую форму Катнесева. Эта модель типична для фамилий, возникших в северных и приуральских регионах, где коми и русское население жили рядом.

Исторические записи подтверждают бытование фамилии. В документах Чувашской Республики упоминается Павел Евграфович Катнесев, родившийся в 1886 году в деревне Варпоси Чебоксарского района ЧАССР. Эта запись показывает, что фамилия встречалась не только в исконных коми землях, но и далеко за их пределами — на Волге, куда люди переселялись в поисках лучшей доли.