Фамилия Катровская — одна из тех, что хранят в себе не профессию и не прозвище, а женское имя. Её основа — имя Катря, которое в Малороссии (на территории современной Украины) было народной, обиходной формой церковного имени Екатерина. В греческом оригинале Екатерина значит «чистая» и «непорочная», но к фамилии это значение прямого отношения не имеет — она закрепилась не как характеристика, а как указание на родство.

Типичный суффикс -ск- указывает на принадлежность или происхождение, чаще всего от географического названия. Но в данном случае он присоединён не к топониму, а к личному имени. Такая модель встречается реже, чем привычные патронимы на -ов/-ев, и характерна в основном для польской и западнорусской традиции. Фамилия Катровская могла означать «дочь или жена Катра» (в родительном падеже — «Катрова»), а со временем приобрела окончание женского рода, как это часто бывало в семьях, где фамилия передавалась по материнской линии или фиксировалась в документах в форме прилагательного.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Катров, Катренко, Катрушенко — показывает, что все они выросли из одного корня, но разошлись по разным словообразовательным моделям. Катровская стоит особняком: её суффикс -овск- тяготеет к шляхетскому, дворянскому звучанию, хотя на деле носительница фамилии могла быть и крестьянкой, и мещанкой. Географически фамилия чаще всего встречается в западных областях Украины и на юге Беларуси — в тех краях, где имя Катря было в ходу до XIX века.

Спорных версий здесь немного: попытки связать фамилию с польским «kat» (палач) или с диалектным «катровый» (пёстрый, рябой) выглядят натянутыми, поскольку ни одно из этих слов не даёт естественного перехода в женскую форму на -ская. Надёжнее всего — именно от имени Катря, которое в малороссийских говорах звучало естественно и обиходно, а в официальных документах превратилось в фамилию.