Фамилия Катынкин — редкий случай, когда географическое название стало основой для фамилии почти напрямую, без промежуточного прозвища. В основе лежит топоним Катынь — знаменитое урочище и деревня в Смоленской области. Житель этой местности или выходец оттуда получал прозвище Катынка, а его потомки уже становились Катынкиными. Суффикс -ин указывает на принадлежность: «чей?» — Катынкин, то есть сын или человек из рода Катынки.

Однако есть и вторая, более бытовая версия. В русских говорах слово «катынка» могло означать нечто свалянное, скатанное — например, войлочную шапку или валенок. В таком случае прозвище Катынка давали человеку, который занимался валянием шерсти или носил характерный головной убор. Эта версия менее вероятна, потому что фамилия встречается крайне редко и явно привязана к Смоленщине, где Катынь — реально существующий населенный пункт.

Фамилия не получила широкого распространения и осталась локальной. В дореволюционных источниках Катынкины фиксируются в основном в западных губерниях Российской империи, что подтверждает смоленский след. В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые образовывались от полных форм имен и прозвищ, модель на -ин с топонимической основой встречается реже и почти всегда указывает на конкретную малую родину предка.

С точки зрения словообразования, здесь интересен переход: Катынь → Катынка (житель) → Катынкин (потомок). Аналогичный путь прошли фамилии Смолкин, Тверитинов, но в случае с Катынкиным географическая привязка сохранилась особенно четко, потому что топоним не утратил узнаваемости.