Фамилия Катыргалин — один из тех случаев, когда географический ключ даёт больше, чем морфологический разбор. Основа здесь явно тюркская, и с высокой вероятностью — казахская или башкирская. Если отбросить типичный русский суффикс -ин (указывающий на принадлежность: «чей?» — Катыргалин, то есть сын или потомок Катыргала), мы получаем корень «Катыргал». Именно в нём скрыто значение.

Самое прямое объяснение: «Катыргал» — это искажённое или диалектное «Катыргул». В тюркских языках «катыр» означает «мул» (помесь лошади и осла), а «кул» — «раб», «слуга», но в именах часто выступало как компонент со значением «слуга Божий» или просто образовывало личное имя. Таким образом, Катыргул — это «мул-слуга», или, если отбросить буквальный зооморфизм, имя, данное по тотему или по рабочему животному. Мул ценился как выносливое и сильное животное, поэтому прозвище могло подчёркивать физическую силу и трудолюбие человека.

Есть и более прозаичная версия, связанная с тюркским глаголом «катыр» — «скрести», «царапать», «делать твёрдым». В этом случае Катыргал — это прозвище человека с жёстким, упрямым характером или того, кто занимался скоблением кож (кожевник). В пользу этого говорит и суффикс -гал (или -гул), который в тюркских языках может образовывать имена деятеля.

Географически фамилия Катыргалин встречается преимущественно в Оренбургской, Челябинской областях и в Башкортостане — зоне расселения башкир и оренбургских казаков, среди которых было много тюркоязычных. Это наводит на мысль, что предки носителей фамилии были либо башкирами, принявшими русскую фамилию по отцу, либо татарами-мишарями, либо казаками тюркского происхождения. Сословно это могли быть государственные крестьяне или казаки, реже — служилые татары.

Суффикс -ин, а не -ов, в этой фамилии — не случайность. Он типичен для фамилий, образованных от основ на мягкий согласный или на -а/-я, но в тюркских заимствованиях часто закреплялся именно -ин, даже если основа формально твёрдая. Это отличает Катыргалина от, скажем, Катыргалова (если бы такой вариант существовал) — но последнего нет, что указывает на устойчивую форму, сложившуюся в конкретном регионе.

Итог: фамилия Катыргалин — потомок человека по прозвищу Катыргал (Катыргул), которое, скорее всего, означало либо «упрямый как мул» (или «муловод»), либо «скоблильщик» (кожевник). Точное значение теряется в диалектах, но тюркское происхождение и региональная привязка к Южному Уралу сомнений не вызывают.