Фамилия Катюжанский — редкий случай, когда географическая основа прозрачна, а путь её превращения в фамилию уводит в украинское и польское пограничье. Скорее всего, перед нами фамилия, образованная от названия населённого пункта с помощью суффикса -анский (или -янский, что в восточнославянской передаче одно и то же). Такая модель типична для шляхетских фамилий Речи Посполитой: дворяне часто брали фамилию по названию своего имения или местечка.

Корень — «Катюж-» — указывает на топоним. Наиболее вероятная привязка — село Катюжанка (или Катюжанское) на севере Киевской области, в Вышгородском районе. Это старинное поселение, известное с XVII века. Если предок носителя фамилии был оттуда родом или владел там землёй, его могли записать как «Катюжанский» — то есть «тот, кто из Катюжанки». Окончание -ский в польской и украинской традиции закреплялось за помещиками и духовенством, но со временем могло перейти и к крестьянам, переселившимся в другие места.

Есть и другая, менее очевидная, но возможная версия: основа могла произойти от прозвища Катюга. В южнорусских и украинских говорах «катюга» — это увеличительное от «кат» (палач). Прозвище могли дать человеку крутого нрава или связанному с исполнением наказаний. Тогда фамилия Катюжанский означала бы «сын Катюги», а суффикс -анский выступал бы как патронимический, что для украинской ономастики редкость, но не исключение. Однако первая версия — топонимическая — выглядит убедительнее, потому что фамилии на -ский в подавляющем большинстве привязаны к местности.

Фамилия нечастотная, и её география тяготеет к Украине и прилегающим областям России. Встречается в основном среди потомков украинской шляхты или казачества, которые после разделов Речи Посполитой перешли в крестьянское или мещанское сословие. В дворянских родословных книгах Российской империи эта фамилия не зафиксирована, что говорит о её «низовом» бытовании: скорее всего, её носили однодворцы или государственные крестьяне, сохранившие память о своём происхождении из конкретного села.