Фамилия Катярбузова — редкая и структурно необычная для русского ономастикона. Её основа явно не славянская, а тюркская, что сразу выделяет её из ряда типичных русских фамилий на -ов.

Разберём словообразовательную модель. Суффикс -ов указывает на принадлежность: Катярбузов — сын (или потомок) человека по прозвищу Катярбуз. Само прозвище, скорее всего, сложное: «катяр» (или «кадыр») в тюркских языках означает «могучий», «всемогущий» (один из эпитетов Бога), а «буз» — лёд, холод. Вместе это может звучать как «могучий лёд» или «крепкий, как лёд». Однако более правдоподобна версия, что вторая часть — искажённое «буза» (хмельной напиток из проса или гречки). Тогда «катяр-буза» — прозвище мастера, который варит крепкую бузу, или же того, кто её любит выпить. В тюркской среде прозвища, связанные с едой и питьём, были обычны.

Географически фамилия тяготеет к регионам с сильным татарским или башкирским влиянием — Поволжье, Приуралье, юг Урала. Встречается она крайне редко, что говорит о локальном происхождении: возможно, от названия какого-то конкретного села или рода. В дореволюционных метрических книгах и ревизских сказках (переписях) такая фамилия почти не фиксируется, что подтверждает её позднее оформление — вероятно, в XIX веке, когда крестьянам и мещанам массово давали фамилии по прозвищам.

Сравнение с однокоренными фамилиями (Бузов, Бузин, Кадыров) показывает, что Катярбузова могла возникнуть на стыке двух культур: тюркское прозвище получило русский суффикс при переходе в официальный документ. Это типичная история для полиэтничных окраин Российской империи. Носитель такой фамилии в прошлом — скорее всего, крестьянин или ремесленник, чей предок выделился необычным прозвищем, которое и закрепилось в роду.