Фамилия Катопесный — редкий случай, когда прозвище, лёгшее в основу, почти наверняка было не русским, а польским или украинским по происхождению. В её основе лежит сложение двух слов: «като» (от польского «kat» — палач) и «пес» (собака). Буквально «Катопес» означало «пёс-палач» или «собака палача» — в переносном смысле так могли назвать злого, грубого, либо жестокого человека, либо того, кто выполнял грязную работу за других.

Фамилия образована по типичной для восточнославянских земель модели: прозвище + суффикс -н(ый). Суффикс -н- здесь не указывает на принадлежность (как -ов или -ин), а превращает прозвище в прилагательное, которое затем субстантивировалось, то есть само стало фамилией. Такая модель характерна для украинских и польских фамилий на -ний, -ный (Катопесный, Безносый, Кривоносый). В русской ономастике прилагательные-фамилии чаще закреплялись в форме на -ой (Катопесной), но написание через -ый указывает на юго-западное происхождение носителя.

Вероятнее всего, фамилия возникла на территории Речи Посполитой (современные Украина, Беларусь или юго-восток Польши) и попала в русскую среду вместе с переселенцами или после разделов Польши. Прямых аналогов в русских боярских или дворянских родах нет — это типично крестьянская или мещанская фамилия, которая закрепилась за одним родом из-за яркого, запоминающегося прозвища предка.

Встречается фамилия крайне редко, и её носители сегодня живут в основном на юге России и в восточной Украине. Слово «кат» в украинском языке сохранилось в значении «палач» (отсюда же фамилия Катовский), а «пес» — общеславянское обозначение собаки. Таким образом, Катопесный — это не географическая и не профессиональная фамилия, а чисто характеризующая: предок получил её не по месту жительства или ремеслу, а по черте характера или внешности, которая поразила окружающих.