Фамилия Катровцев — редкая и с точки зрения словообразования нестандартная. На первый взгляд она кажется типичной отчествами на «-ов» и «-ев», но её основа «Катровц-» указывает на более сложную модель: суффикс «-ев» здесь присоединён не к личному имени или прозвищу, а к форме, уже имевшей суффикс «-ец». Такие фамилии обычно образовывались от географических названий или прозвищ, обозначавших выходца из определённой местности: «катровец» — человек, родом из Катрова или Катрово.

Где могло находиться это место? Скорее всего, в центральной или южной части России. Названия с корнем «Катр-» встречаются в топонимике, хоть и нечасто. Например, в Воронежской области есть село Катрово, а в Тверской губернии исторически фиксировались деревни с похожими названиями. В основе корня может лежать диалектное слово «катер» или «катра» — так в некоторых говорах называли особый вид лодки или рыболовную снасть. Если прозвище Катровец дали человеку, который был родом из такого места, то его потомки стали Катровцевыми.

Возможна и другая версия: фамилия могла возникнуть из прозвища, данного по роду занятий. В южнорусских говорах «катровцем» могли называть мастера, делавшего кадки или бочки (от «катра» — бочонок, кадка). Тогда фамилия напрямую указывала на ремесло предка-бондаря.

С точки зрения социального статуса фамилия с суффиксом «-ев» и окончанием на «-цев» — типичная для крестьянской и мещанской среды. Такие фамилии массово закреплялись в XIX веке, когда крестьянам давали фамилии по месту рождения или по прозвищу. Дворянских родов с такой фамилией в истории не зафиксировано. По данным переписей, Катровцевы встречаются преимущественно в Поволжье и на Урале — возможно, потомки переселенцев из центральных губерний.

Ударение в фамилии, скорее всего, падает на второй слог: Катро́вцев. Это подтверждается аналогией с другими фамилиями на «-овец» (Петровец, Ивановец), где ударение сохраняется на основе.