Фамилия Катушев образована от прозвища или мирского имени Катуш. В её основе лежит слово «катушка» — не только предмет для намотки ниток, но и деталь многих механизмов, а также диалектное название небольшого клубка или мотка. Скорее всего, прозвище получил человек, имевший дело с катушками: ткач, прядильщик, портной или ремесленник, работавший на каком-нибудь станке. В русских говорах «катушкой» могли называть и бойкую, подвижную женщину, но фамилия, как правило, закрепилась за мужчиной — Катуш.

Суффикс -ев указывает на патронимическое происхождение: Катушев буквально значит «сын Катуша». В северных и центральных губерниях России фамилии на -ев часто образовывались от прозвищ, оканчивающихся на мягкий согласный или шипящий. Окончание -ев, а не -ов, подтверждает, что основа (Катуш) заканчивалась на шипящий звук.

Встречается и более редкая версия: происхождение от имени Катуш как краткой формы крестильного имени Кассиан (Касьян), где «т» могло появиться в результате народной переделки. Однако это менее вероятно, потому что для Касьяна типичны формы Кася, Касьянка, а Катуш — слишком далёкое преобразование. Географически фамилия распространена неравномерно: чаще встречается в Поволжье и на юге России, в частности в Воронежской и Ростовской областях, что может указывать на переселение ремесленников в эти регионы в XVIII–XIX веках.

Родственные фамилии — Катушкин, Катушин, Катухов. Все они образованы от того же корня, но с разными суффиксами, что говорит о независимом возникновении в разных местностях. Сословная принадлежность первых носителей Катушевых, скорее всего, была крестьянской или мещанской — фамилия не встречается в дворянских родословных книгах.