Фамилия Катырова — женская форма фамилии Катыров. Её основа — слово «катырь» или «катыр», которое в разных говорах русского языка имело несколько значений. Самое распространённое толкование отсылает к диалектному «катырь» — так в южнорусских и украинских говорах называли загон для скота, огороженное место, а иногда и сам скотный двор. Человек, живший при таком загоне или ухаживавший за скотом, мог получить прозвище Катырь. Со временем это прозвище закрепилось за его потомками как фамилия.

Суффикс -ов- указывает на типичную русскую модель образования фамилий от мужских прозвищ или имён, оканчивающихся на твёрдый согласный. Первоначально Катыров означал «сын Катыря» или «принадлежащий Катырю». По этой же модели возникли фамилии Козлов, Петров, Соколов.

Есть и другая, менее распространённая версия. В некоторых регионах «катырём» называли небольшой кожаный мешок или кошель, который носили на поясе. Тогда прозвище могло относиться к человеку, который шил такие мешки или торговал ими. Однако эта гипотеза уступает первой по частоте употребления слова в источниках.

Фамилия Катыров (и Катырова) встречается в разных регионах России, но заметно чаще в Поволжье и на Урале. Встречается она и у татар, башкир, чувашей, где может быть связана с тюркским словом «катыр» — «упрямый», «крепкий». В таком случае фамилия образована от мужского личного имени Катыр, которое давали с пожеланием стойкости и силы. Различить русское и тюркское происхождение можно только по истории конкретной семьи и региону её проживания.

Ономастический словарь Б. Унбегауна относит модель на -ов к числу самых массовых в русской фамильной системе, но разбирать конкретно фамилию Катыров не берётся — слово слишком диалектное и локальное. Поэтому точных сведений о сословной принадлежности первых носителей нет: предки могли быть и крестьянами, и посадскими людьми, и казаками.