Фамилия Катраженко — один из тех случаев, когда внешне украинская форма суффикса скрывает неочевидную основу. Суффикс -енко (в русской передаче часто -енко) в украинской ономастике — это типичный патронимический показатель, означающий «сын» или «потомок». То есть Катраженко — это «сын (или потомок) Катража». Но вот вопрос: что или кто такой Катраж?

Здесь начинается главная сложность и интерес. В украинских и русских антропонимических словарях имя или прозвище Катраж не фиксируется как распространённое. Это говорит о том, что перед нами либо редкая, локальная форма, либо искажённое написание более известного имени. Самая правдоподобная версия: основа «Катраж» — это фонетический или графический вариант прозвища от слова «кат» (палач, мучитель) с суффиксом -раж, который мог придавать оттенок действия или свойства. В диалектах юго-западных земель (историческая территория современной Украины) слово «кат» было в ходу, и прозвище Катраж могли дать человеку с жёстким, суровым нравом или, наоборот, тому, кто выполнял соответствующую работу (например, тюремный служитель). Суффикс -раж встречается в украинских прозвищах и фамилиях, образованных от глагольных или характеризующих основ (сравните с фамилиями на -аж, -яж).

Вторая, менее вероятная, но не исключённая версия — связь с тюркским корнем «катра» или «кадыр» (сильный, могучий), который через кочевые контакты мог попасть в поднепровские говоры. Однако при отсутствии прямых письменных свидетельств и массовой фиксации такой формы эта гипотеза остаётся лишь предположением. Географически фамилия Катраженко встречается крайне редко, что подтверждает её локальный характер — скорее всего, она возникла в одном из сёл на территории современной центральной или восточной Украины, где украинский патронимический тип на -енко был основным. Носители фамилии, вероятно, происходили из казацкой или крестьянской среды, поскольку именно в этих сословиях в XVII–XIX веках активно формировались фамилии по модели «прозвище + -енко». В отличие от дворянских фамилий на -ский, Катраженко не несёт указания на географическое название, а прямо связывает родоначальника с его прозвищем. Таким образом, этимология фамилии упирается в расшифровку редкого прозвища Катраж, которое, скорее всего, имело профессиональный или характеризующий смысл, связанный с образом «ката».