Фамилия Катулкины образована от личного прозвища Катулка. По одной из версий, в основе лежит диалектное слово «катуль» — так в псковских и тверских говорах называли котомку, суму или посох путника. Следовательно, прозвище могло указывать на странника, бродягу или человека, часто менявшего место жительства. В таком случае Катулка — это не столько характеристика внешности, сколько «профессиональное» именование, закреплявшееся за теми, кто постоянно находился в дороге.

Однако есть и другая, более прозаичная версия. В тех же псковских краях «катуль» означал также и санный полоз, что позволяет связать прозвище с ремеслом санника — мастера, делавшего сани. То есть Катулкой могли прозвать не только путника, но и человека, чья работа была связана именно с изготовлением саней. Эта гипотеза не менее правдоподобна, так как фамилии, образованные от названий ремесел, в русской ономастике встречаются сплошь и рядом.

Фамилия образована по стандартной патронимической модели: к основе Катул- добавился суффикс -ин, указывающий на принадлежность («чей?» — сын Катулки). Такая модель была особенно распространена в северных и центральных губерниях России. О точном месте и времени возникновения фамилии Катулкины говорить сложно — процесс формирования фамилий был длительным, и документальные подтверждения по этой конкретной фамилии разрозненны. Тем не менее, она представляет собой живой след диалектной лексики, сохранившейся в прозвищах русского Севера и Северо-Запада.