В 1864 году (19 апреля) В. В. Каталей был произведён в генерал-майоры, 30 августа 1869 года зачислен в Свиту его величества и назначен исполняющим дела начальника местных войск Казанского военного округа, а в 1872 году перемещён на такую же должность в Петербургский военный округ; 13 мая 1873 года произведён в генерал-лейтенанты.
С апреля 1875 г. состоял ещё членом Главного комитета по устройству и образованию войск. Каталею принадлежит ряд статей в «Военном сборнике» и «Русском инвалиде» по вопросам образования и воспитания войск.
При сформировании в конце 1876 года действующей армии В. В. Каталей был назначен начальником её военных сообщений, а в марте следующего года перемещён на должность начальника 3-й гвардейской пехотной дивизии, во главе которой принял участие в обложении Плевны и отражении прорыва из неё турок 28 ноября. При преследовании турок, отступавших от Араб-Конака, Шандорника и Ташкисена, в декабре 1877 года, следуя верхом во главе роты, шедшей в авангарде, Каталей при селении Марковцы подвергся обстрелу ружейным огнём с дистанции 700 шагов и был убит на месте. Вместе с ним был убит и ехавший рядом командир бригады генерал-майор Д. А. Философов[1]. В столице Болгарии — Софии, был установлен памятник погибшим генералам.
↑«Военная энциклопедия» И. Д. Сытина датой события указывает 21 декабря. В «Русском биографическом словаре» Половцова указано, что Каталей был убит под Петричевым 29 декабря 1877 года. Дата ранения Д. А. Философова не указана, говорится только что он скончался в госпитале в Орхание 29 декабря.