Фамилия Катюшкин — нечастая, но прозрачная по смыслу. Её основа — женское имя Катюшка, уменьшительная форма от Екатерина. В старину так в быту называли не только девочек, но и взрослых женщин, особенно в крестьянской и мещанской среде. Фамилии, образованные от женских имён, встречаются реже, чем от мужских, но в русской традиции они возможны: если мать была вдовой или главой дома, детей могли записать по ней. В случае с Катюшкиным это мог быть сын Катюши — то есть женщины по имени Екатерина.

Суффикс -ин указывает на принадлежность: «чей?» — Катюшкин. Это типичная модель для русских фамилий, образованных от имён и прозвищ, оканчивающихся на -а или -я. В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые чаще идут от мужских имён с твёрдой основой, -ин — маркер «материнской» или «жёнской» основы. В словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» такие случаи описаны как «матримониальные»: они возникали, когда женщина оставалась единственным кормильцем или её имя было более известно в округе.

География фамилии Катюшкин неширокая. По данным современных телефонных справочников и архивных записей, она встречается в центральных областях России (Тверская, Ярославская, Московская) и на Урале. В некоторых переписях XIX века попадаются варианты написания «Катюшкин» и «Катюшкинъ» — с твёрдым знаком на конце, что типично для дореволюционных документов.

Интересно, что фамилия могла возникнуть и от прозвища, а не напрямую от имени. В говорах «катюшка» иногда называли куклу или игрушку, но основная версия — связь с именем Екатерина. Другие однокоренные фамилии (Катюхин, Катюшин, Катюшев) того же корня, но с разными суффиксами, подтверждают, что исходное имя было популярно в народной среде.

Сословной привязки у фамилии нет: Катюшкины встречались и среди крестьян, и среди мещан. В документах XIX века, например, в метрических книгах Тверской губернии, упоминаются крестьяне Катюшкины — значит, предки были людьми простого звания, но с устойчивым родовым именем.