Фамилия Катющенков — пример того, как за патронимическим суффиксом может скрываться необычное «женское» происхождение. Если большинство фамилий на -ов/-ев образованы от мужских имён или прозвищ (Петров, Кузнецов), то здесь основа — женское имя Катюща. Это уменьшительно-ласкательная форма от Катя, которая в диалектах звучала как Катюша, но с характерным южнорусским или украинским смягчением «щ» вместо «ш» (ср. «пища» вместо «пиша» в некоторых говорах). Суффикс -енков указывает на происхождение по отцу: Катющенков буквально значит «сын Катющи». Такая модель (женское имя + -енков) встречается реже, чем отчества от мужских имён, но фиксируется в фамилиях вроде Марьенков, Анненков, где основой послужило имя матери или бабки.

Вероятнее всего, фамилия закрепилась на территориях, где была распространена матронимическая традиция — то есть ребёнка называли по матери, если она была вдовой, или если отец был неизвестен. Или же Катюща могло быть не именем, а прозвищем самого мужчины — например, «Катюща» могли дразнить парня или мужика, который был слишком привязан к жене или имел мягкий характер. В русских говорах «катюха», «катюша» иногда означало просто «милашка», «лапочка», так что прозвище могло быть ироничным или ласковым.

Словообразовательный суффикс -енков (вместо более привычного -ов) указывает на южнорусские или украинские корни. В центральных и северных областях России чаще встречались бы формы Катюшин или Катюшев. А вот Катющенков — это, скорее всего, фамилия из Курской, Орловской, Воронежской губерний или с Дона, где суффикс -енков был продуктивен и образовывал фамилии от любых основ, включая женские имена.

В документах фамилия не слишком частая, но встречается в записях XIX века по Слободской Украине и югу России. Известных носителей с громкой исторической ролью нет, что типично для фамилий, произошедших от неканонических или разговорных форм имени. Таким образом, Катющенков — редкий случай, когда фамилия хранит память не о родоначальнике-мужчине, а о женщине, чьё имя стало основой для целого рода.