Фамилия Косаткина — женская форма фамилии Косаткин, а та, в свою очередь, образована от мужского прозвища или нецерковного имени Косатка. В русской ономастике слово «косатка» имело два основных значения, и каждое из них могло стать источником фамилии.

Первое и самое распространённое — косатка как ласковое обращение, синоним «касатки», «ласточки» или «милой». В крестьянской среде так могли назвать желанного ребёнка, ласкового мужа или просто доброго человека. Второе значение — хищное морское млекопитающее, но это значение вошло в обиход позже и для прозвищ XVI–XVII веков, когда фамилия формировалась, маловероятно. Гораздо реальнее, что Косаткой называли человека за мягкий нрав или, наоборот, с иронией — за внешнее сходство с ласточкой (например, быстрый, вертлявый, с тёмными волосами).

Модель образования проста: суффикс -ин указывает на принадлежность «чей?» — сын Косатки. Такая патронимическая модель типична для северных и центральных губерний России. В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые чаще давали по именам на твёрдый согласный, -ин крепился к основам на -а/-я. Поэтому Косаткин — прямой потомок человека по имени или прозвищу Косатка.

Встречаемость фамилии невысока, но она не редкая. По данным переписей и телефонных справочников, Косаткины традиционно расселены в Поволжье (особенно в Самарской и Нижегородской областях) и на Урале. Встречаются и в Сибири, куда фамилия попала с переселенцами в XIX веке. Интересно, что в некоторых говорах «коса́тка» могла означать не только ласточку, но и особый вид косы (инструмента), что добавляет возможную профессиональную версию для части носителей: предок мог быть косцом или мастером по изготовлению кос.

Таким образом, Косаткина — фамилия, скорее всего, прозвищного происхождения, связанная с ласковым или ироничным именованием человека. Точная мотивация (характер, внешность или профессия) утрачена, но ясно, что корень её — в живом народном слове, а не в календарном имени.