Фамилия Катышевский — редкий пример фамилии, образованной по польско-шляхетской модели на -ский от прозвища, а не от географического названия. Если бы предок владел деревней Катышево, фамилия была бы Катышевский, но в основе, скорее всего, лежит не топоним, а личное прозвище Катыш.

Прозвище Катыш восходит к глаголу «катать» — «тащить или толкать предмет так, чтобы он вертелся через себя». Однако в северных говорах этот глагол имел значение «выжигать лес под пашню, перекатывая головни, расчищать лес». Кроме того, прием катания применялся в различных ремеслах: в ткачестве, при изготовлении кровельного железа и т. д. Скорее всего, прозвище Катыш указывало на род занятий предка — либо земледельца, расчищавшего пашню, либо ремесленника, занятого валкой сукна или обработкой металла.

Нельзя исключить и другую версию: в диалектах «катыш» — это нечто круглое, скатанное (ком снега, хлебный шарик). Отсюда прямой шаг до прозвища человека маленького роста, плотного, круглолицего. Такое прозвище легко закреплялось за человеком и переходило в наследственное имя.

Суффикс -евский (от основы на мягкий согласный «ш») указывает на принадлежность. Если бы фамилия была Катышев, она означала бы «сын Катыша». Форма Катышевский сложнее: она может означать «происходящий от Катыша» (внук или правнук), но чаще всего такие фамилии на -ский носили потомки тех, кто сам уже носил фамилию Катышев и получил прибавку при переходе в другое сословие. В любом случае, это фамилия не крестьянская, а скорее мещанская или однодворческая — её носители имели социальный статус, позволявший сменить «простое» окончание на дворянское.

Позже прозвище Катыш, изначально присоединённое к наследственному имени, полностью заменило его как в повседневной жизни, так и в официальных документах. Фамилия Катышевский встречается в основном на юге России и в Беларуси — там, где были распространены польские модели фамилий и где «катать» понимали как «валять», «сбивать» (например, валять валенки).