Фамилия Алтымышов — редкий случай, когда в основе лежит не имя, не прозвище и не ремесло, а числительное. Корень «алтымыш» восходит к тюркскому слову, которое в разных языках означает «шестьдесят» (сравните турецкое altmış или татарское алтымыш). Суффикс -ов — типичный русский патронимический формант, указывающий на принадлежность: «сын Алтымыша». То есть Алтымышов — буквально «потомок того, кого звали Алтымыш».

Само имя Алтымыш, скорее всего, не числительное в чистом виде, а охранительное имя-оберег. У тюркских народов — татар, башкир, казахов, ногайцев — была традиция давать детям имена, связанные с числами. Считалось, что злые духи не обратят внимания на ребёнка с «бессмысленным» именем или что он проживёт долгую жизнь, как это число. «Алтымыш» (шестьдесят) могло символизировать долголетие. Впрочем, в некоторых тюркских диалектах это слово могло означать и «шестидесятилетний» — прозвище взрослого человека, достигшего почтенного возраста. Версия о том, что имя дали шестидесятому по счёту ребёнку в семье, маловероятна, но для больших родов не исключена.

Географически фамилия Алтымышов встречается в основном в Поволжье — Татарстан, Башкортостан, Оренбургская область, а также среди казахских родов, прошедших русификацию фамилий. Суффикс -ов, а не -ев или -ин, указывает, что фамилию оформили по русскому образцу уже в XIX–XX веках, когда тюркские имена и прозвища массово записывали в метрики с русскими окончаниями. Иногда встречается написание с одной «ш» — Алтымысов. Это может быть либо описка, либо адаптация под более привычное русскому уху окончание.

Среди современных носителей фамилии нет широко известных публичных фигур, что неудивительно: Алтымышов — фамилия очень локальная, её носители в основном жители сёл и небольших городов. Это не княжеский род и не дворянская фамилия, а типичный пример народной ономастики, где числительное стало личным именем, а затем — фамилией целого рода.