Ο Ευθύμιος Καρακατσάνης γεννήθηκε στις 8 Δεκεμβρίου 1940 στα Ταμπούρια του Πειραιά. Σπούδασε στο Θέατρο Τέχνης του Καρόλου Κουν και από το 1960 εργαζόταν συνεχώς στο θέατρο, αρχικά ως βασικό στέλεχος του «Θεάτρου Τέχνης» και εν συνεχεία στο ελεύθερο θέατρο.
Αριστοφανικός ηθοποιός, ο Καρακατσάνης διέγραψε μια πλούσια πορεία, ερμηνεύοντας τους περισσότερους ρόλους στις κωμωδίες του ποιητή. Συμμετείχε, άλλωστε, και στην ιστορική παράσταση του Κουν με τους Όρνιθες (1959), όπως αυτή παρουσιάστηκε το 1962 και την περίοδο 1964-1965 σε παγκόσμια περιοδεία. Έπαιξε στην επιθεώρηση και ερμήνευσε μεγάλη γκάμα ρόλων, σε έργα των Ψαθά, Πίντερ, Χάσεκ, Καλντερόν, Μολιέρου και Νιλ Σάιμον.
Κατεξοχήν θεατρικός ηθοποιός, ο Καρακατσάνης είχε μικρή παρουσία στη μεγάλη οθόνη, με 11 ταινίες στο ενεργητικό του από το 1967 έως το 1986. Από τις τελευταίες του εμφανίσεις στο θέατρο ήταν στο Θάνατο του εμποράκου του Άρθουρ Μίλερ και τις Νταντάδες του Γιώργου Σκούρτη, ενώ το καλοκαίρι του 2011 σκηνοθέτησε και πρωταγωνίστησε στη Λυσιστράτη του Αριστοφάνη, με συμπρωταγωνιστές τους Γιώργο Κωνσταντίνου, Γιώργο Παρτσαλάκη, Βασίλη Τσιβιλίκα, Κώστα Βουτσά και Βάσια Τριφύλλη.
Τον Νοέμβριο του 2011, σε συνέντευξή του στην εφημερίδα Espresso, είχε δηλώσει ότι αποσύρεται από το θέατρο, λόγω των σοβαρών προβλημάτων υγείας που αντιμετώπιζε τα τελευταία χρόνια. Σε ερώτηση αν θα εμφανισθεί στη σκηνή, απάντησε: «Θα εμφανιστώ στη Δευτέρα Παρουσία. Για μένα η αυλαία έπεσε…».
Ο Θύμιος Καρακατσάνης απεβίωσε στις 30 Ιουνίου 2012, σε ηλικία 71 ετών. Έως και την τελευταία στιγμή, στο πλευρό του στάθηκαν η αγαπημένη σύζυγός του Ρούλα, και οι δύο τους κόρες, η ηθοποιός Αλεξάνδρα Καρακατσάνη και η εικαστικός Κατερίνα Καρακατσάνη.
«Πλούτος» του Αριστοφάνη
«Όρνιθες» του Αριστοφάνη
«Μικροί Φαρισαίοι» του Δημήτρη Ψαθά
«Φον Δημητράκης» του Δημήτρη Ψαθά
«Oύρσουλα» του Μπάμπη Τσικλιρόπουλου (1995)
«Ο Τελευταίος Να Κλείσει την Πόρτα» του Γιώργου Κωνσταντίνου
«Νεφέλες» του Αριστοφάνη
«Ταρτούφος» του Μολιέρου
«Λυσιστράτη» του Αριστοφάνη
«Πλούτος» του Αριστοφάνη
«Ο Καλός Στρατιώτης Σβέικ» του Γιάροσλαβ Χάσεκ
«Ξανά μαζί» του Νιλ Σάιμον
«Μικροί Φαρισαίοι» του Δημήτρη Ψαθά
«Ειρήνη» του Αριστοφάνη
«Αρμένικο Φεγγάρι»
«Γυναίκα στοιχείο» του Πέντρο Καλντερόν
«Όρνιθες» του Αριστοφάνη, σε σκηνοθεσία Καρόλου Κουν (1959) στο Αρχαίο Θέατρο της Επιδαύρου
«Ο Ταρτούφος» του Μολιέρου
«Λυσιστράτη»
«Ο θάνατος του εμποράκου» του Άρθουρ Μίλερ
«Ο Τελευταίος Να Κλείσει την Πόρτα»
«Οι Νταντάδες» του Γιώργου Σκούρτη
«Νεφέλες» του Αριστοφάνη
«Το πιο λαμπρό αστέρι» του Κώστα Καραγιάννη (1967)
«Η χαρτορίχτρα» του Κώστα Καραγιάννη (1967)
«Μπουμ Ταρατατζούμ» του Ερρίκου Θαλασσινού (1972)
«Η γυναικοκρατία» του Ερρίκου Θαλασσινού (1973)
«Το Λάθος» του Πέτερ Φλάισμαν (1975)
«Οι νταντάδες» του Νίκου Ζαπατίνα (1979)
«Ιδού η Μήλος, ιδού και το πήδημα» του Νίκου Περάκη (1979)
«Το χαμόγελο της Πυθίας» του Σέρτζιο Μπεργκοντσέλι (1979)
«Ο Γυρολόγος» του Πάνου Γλυκοφρύδη (1980)
«Καραβάν Σαράι» του Τάσου Ψαρρά (1986)