В годы Великой Отечественной войны учился в Пермском авиационном техникуме (1943—1944), позже в Саратовском авиатехникуме (1944—1947).
В послевоенные годы учился в МАИ имени С. Орджоникидзе. В 1953 году с 5-го курса МАИ был направлен на переподготовку в Военную инженерную академию имени Ф.Э. Дзержинского.
В 1954 году, после окончания академии в чине инженер-лейтенанта был направлен для прохождения службы в ракетную бригаду в посёлке Белокоровичи Житомирской области. На вооружении бригады были ракеты 8Ж38 с дальностью стрельбы 1200 км. В августе 1955 года второй дивизион 77-й инженерной бригады РВГК под командованием подполковника Бондарева прибыл в район станции Тюра-Там, где и расположился в палатках на берегу Сырдарьи.
Так для старшего лейтенанта В.И. Катаева началась служба на месте будущего космодрома. Через год его перевели на службу для научно-испытательных работ в отдел математической обработки результатов измерений полигонного измерительного комплекса.
С началом лётно-конструкторских испытаний межконтинентальной баллистической ракеты Р-7 Владимир Катаев приступил к испытательной работе. В составе одного из боевых расчетов он выезжал на измерительный пункт ИП-1 недалеко от старта для оперативного определения мест падения ракеты в случае аварийного пуска, а в штатных ситуациях по результатам измерений ПИК определялись координаты попадания головной части в цель на Камчатке.
За пять лет он прошёл путь от инженера лаборатории 16 отдела до Начальника этой лаборатории в звании инженер-капитан.
12 апреля 1961 года при запуске первого космонавта Земли возглавлял оперативную группу по обработке траекторных измерений.
В тридцать пять лет В.И. Катаев возглавил отдел.
В 1978—1988 гг. — заместитель начальника космодрома по измерениям - начальник 3-го Управления измерений и математической обработки космодрома.
Это были годы активного развития космодрома, испытаний новых ракет — «Зенит» и «Энергия», корабля «Буран».
В 1981 году ему было присвоено звание генерал-майор.
За 33 года службы на космодроме участвовал в запуске 1500 ракет, как боевых, так и космических.
После увольнения из рядов Вооруженных сил В.И. Катаев в конце мая 1989 года переехал в Киев, где вскоре возглавил Совет ветеранов космодрома Байконур Украины.
С 2003 года на него были возложены обязанности Председателя организации ветеранов уже не только Байконура, а всех существующих российских космодромов и полигонов в целом — Байконура, Капустина Яра и Плесецка. При этом за ним остались обязанности по руководству ветеранским движением в городах Украины.
При его активном участии был создан Киевский музей космонавтики.
Умер 11 мая 2005 года в Киеве, похоронен на Лесном кладбище.
Государственное космическое агенство Украины