Van het ontstaan van Katlijk als dorp is niet zo heel veel bekend.
Waarschijnlijk is er pas in de middeleeuwen, omstreeks 1100 na Christus, sprake van enige bewoning geweest. Op zich is dit niet zo verwonderlijk, omdat het gebied, waarin Katlijk gelegen is, niet zo gemakkelijk te betreden was. Het was een gebied van water, bossen en heidevelden. Wel mag worden aangenomen dat vissers en jagers al eerder het gebied doorkruisten, maar daar geen vaste woonplaats hadden.
De eerste bewoners zijn waarschijnlijk het riviertje de Tjonger af komen zakken. Zij vestigden zich in de nabijheid van de Tjonger en legden de eerste wegen aan of iets wat daarop moest lijken. Ook ontgonnen zij voor eigen gebruik de eerste stukken grond. Deze ontginners mogen we de eerste boeren noemen die in deze omgeving vertoefden. Hierbij moet worden aangetekend dat de loop van de rivier de Tjonger zich door de jaren heen nog al eens wijzigde, waardoor ook de bewoning van het gebied aan veranderingen onderhevig was.
Waren de eerste bewoners van dit gebied te vinden in de nabijheid van de Tjonger, later trokken ze naar de hoger gelegen gronden. Dit is dan met name het gebied tussen de huidige Breedsingel en de Bisschoplaan. In 1739 werd dit gebied nog het 'dorpsland' genoemd. Het was begrijpelijk dat men naar de hoger gelegen gronden trok, want wanneer er een straffe zuidwesten wind opstak kon het water wel eens flink omhoog gestuwd worden. De Tjonger was in die tijd nog niet gekanaliseerd en voor 1500 waren er ook nog geen dijken die het water konden keren. Dat ook na 1500 de waterbeheersing een belangrijke rol speelt blijkt wel uit het volgende stuk:
'Heden 25 juni 1609 wy gehmeene ingezetenen van ende compareerde gemerckende de overfloedige wateren en de schaeden aen de hoy-ende weydlanden int dorp, streckende van X aen 't Rippertswad ofte de Russchenmaden, acc: De dycken en de meenwarcken maken en van Jeip Piers streckende aen Rippertswad, zullen onderhouden worden By die van de Opper- ofte Boevenbuiren. Ieder zyn dyck zoo hoog En sterk als noodig om den regenwaeteren te stouwen daer vuyt het Kuynderdiept, ofte Tjonger aenvalt soe wel den meenwarcken als Andere dycken; controle van sterckte op de dyck door vier mannen Van het dorp, ofte commissaris vangerechte ev. Verzocht en straf Met boete. Wie nalatig is, de soemerdyck te laten maken op kosten van de onwilligen en tevens geacordert dat een of twee watermoelens gezet. zullen worden als noodig.'
In de omgeving van de Breedsingel moet ook de eerste kerk, dan wel kapel, van Katlijk zich hebben bevonden. De parochie Kathaleke wordt in 1315 reeds genoemd (Halbertsma 1962). In de geschiedschrijving van de gemeente Schoterwerf, later de gemeente Schoterland en nog weer later de gemeente Heerenveen, wordt Katlijk voor het eerst in 1308 en 1309 genoemd.
Overigens is het nog maar de vraag of de naam Katlijk van Kathaleke is afgeleid. Ook de namen Cathalec, Catlike en Cattelick komen voor. Op een kaart uit 1640 staat Ketlyck, maar elders weer Catlyc. In 1664 vinden we de naam Ketlyk en in 1752 weer Catlyck. Rond 1800 werd de naam Katlijk algemeen.
Het zou kunnen dat de naam Katlijk te maken heeft met het stichten van een katholieke parochie; een andere verklaring van de naam is dat het zou afgeleid zijn van 'leke'. Een leke was een waterlossing. De nabijheid van de Tjonger zou die verklaring daarbij kunnen ondersteunen.
Katlijk wordt altijd onderverdeeld in twee buurtschappen, te weten Groot Katlijk en Klein Katlijk. Groot Katlijk was het gebied van de omgeving van de huidige W.A. Nijenhuisweg en Klein Katlijk was de omgeving van de huidige Weversbuurt. Op oude kaarten is ook nog de naam van Nij Katlijk te vinden. Dit Nij Katlijk was een deel van Boven Knijpe, maar die naam verdween al weer snel.