Фамилия Катюжан — редкий случай, когда географический корень просматривается почти безошибочно. В основе лежит украинский топоним Катюжаны (или Катюжанка). Такое название носит село в Киевской области, а также несколько хуторов на исторической территории Правобережной Украины. Первым носителем фамилии, скорее всего, был выходец из этого села — человек, которого в новой местности называли «катюжанин» (житель Катюжан). Со временем прозвище закрепилось как фамилия.

Разберём словообразовательную модель. Суффикс -ан (в украинском варианте -ян) типичен для фамилий, образованных от названий жителей по месту: «киевлянин» → Килиан, «полтавец» → Полтавян. В русском языке этот суффикс встречается реже, чем -ов или -ин, что сразу выделяет Катюжан как фамилию с явным украинским или южнорусским корнем. Ударение, скорее всего, падает на последний слог: Катюжа́н.

Есть и более прозаичная, но менее вероятная версия: от прозвища Катюжа — так в некоторых говорах могли называть человека, имевшего отношение к кату (палачу) или к каткам (валькам для белья). Однако фамилия не получила распространения на севере или в центральной России, где такие прозвища были бы уместны. География подсказывает: основная масса носителей сосредоточена на Украине и в прилегающих областях России (Белгородская, Воронежская, Курская). Это весомый аргумент в пользу топонимической версии.

Фамилия не принадлежала дворянству — в родословные книги она не попала. Носители Катюжан — это, как правило, крестьяне или казаки, чьи предки переселялись из села Катюжаны в соседние губернии в XVIII–XIX веках. В написании возможны варианты через «о» (Катюжон), но в современной орфографии закрепился вариант с «а».