Katumajärven nimi on kiehtonut menneitten vuosikymmenien ihmisiä keksimään mitä erilaisimpia taruja ja myyttejä järven nimestä. Katumajärvi on tarinan mukaan saanut nimensä siitä, että ristiretkiaikaan käännytetyt hämäläiset kävivät pimeän tultua pesemässä kasteensa pois tuolloisessa erämaajärvessä. Toisen kansantarinan mukaan järvi on syntynyt Ilmattaren, ikuisen immen, kyynelistä.
Katumajärven pohja-allas on 1,8 miljardia vuotta vanhassa peruskalliossa. Sen syvin kohta on maailman vanhimpien poimuvuorten ns. Svekofennidien hautavajoama. Satojen miljoonien vuosien aikana monet geologiset tapahtumat ovat muokanneet maastoa. Mantereenlinnan jyrkät kallioseinämät kertovat muinaisesta lohkoliikunnasta. Katumajärven seudun liuskeiset kivilajit kertovat muinaisista maanjäristyksistä ja tulivuoren purkauksista alueella.Geologisen "lähihistorian" neljästä jäätiköitymiskaudesta viimeinen poistui Hämeenlinnan seudulta niin, että sulavan jään eteneminen tapahtui Katumajärven pituussuunnassa, mikä taas selittää sen, ettei se liikaa viilannut Kappolan- eikä Mantereenvuorta, eikä liioin kallioista Tuomarinsaarta. Jäätiköitymiskausien jälkeen noin 8000 vuotta e.Kr. Ancylusjärvi ulottui Hämeenlinnan seudulle asti, jolloin Vanajavesi oli Itämeren lahti ja Katumajärvi salmen yhdistämänä osa Vanajavettä.