Фамилия Катрулина — редкий пример того, как простое женское имя, попав в диалектную среду, дало начало неочевидной фамилии. Её основа — имя Катруля, которое в русских говорах было ласкательной формой от Катерина. Не «Катя» и не «Катюша», а именно Катруля — такой вариант бытовал в южнорусских областях, особенно на границе с украинскими землями, где аканье и смягчение согласных меняли привычный облик имени.

Суффикс -ин указывает на принадлежность: Катрулин — значит «сын Катрули» или «человек из семьи Катрули». В отличие от фамилий на -ов, которые чаще образовывались от прозвищ и названий профессий, фамилии на -ин почти всегда восходят к именам собственным. Здесь мы видим прямой патроним: предка звали Катруля, а его потомки стали Катрулиными. Если бы форма была «Катрулев», это указывало бы на отца по имени Катруль (мужской вариант), но Катрулина — явно от женского имени.

Стоит учесть, что в некоторых говорах Катрулей могли называть и мужчину — как уничижительное или шутливое прозвище от того же корня. Однако по логике словообразования и по аналогии с десятками русских фамилий (Василин, Марусин, Дарьин) здесь надёжнее видеть именно женское имя. Носители фамилии встречаются в центральных и южных регионах России, но массового распространения она не получила — это фамилия редкая, локальная.

В ономастических трудах, например у Б. Унбегауна, подобные образования описаны как характерные для крестьянской среды, где детей часто называли по матери, особенно если отец был не местным или рано умер. Так что предки Катрулиных, скорее всего, были крестьянами, а фамилия закрепилась за их родом через прозвание по материнской линии.