Фамилия Антонишен — одна из тех, что напрямую указывает на имя предка. В её основе лежит мужское крестильное имя Антоний (в просторечии Антон), которое пришло на Русь из греческого языка. Греческое слово, лёгшее в основу имени, означает «вступать в бой» или «состязаться». Таким образом, первый носитель фамилии был человеком, которого в быту называли Антониш — производной, «домашней» формой от полного имени.

Словообразовательная модель здесь редкая и показательная. Фамилия образована не через стандартный русский суффикс принадлежности (-ов, -ев, -ин), а через суффикс -ен, который закрепляет вопрос «чей?» в форме краткого прилагательного. К основе Антониш (усечённая форма от Антоний с характерным для западнорусских говоров суффиксом -иш) добавили -ен, получив буквальное значение «сын Антониша». Такая модель типична для украинской и белорусской ономастики, но встречается и в южнорусских областях, граничащих с Украиной. Фамилии на -ен (как Антонишен, Гаврилен, Данилен) фиксируют не столько отчество, сколько прозвище или обиходное имя отца.

Географически фамилия Антонишен тяготеет к западным и юго-западным регионам бывшей Российской империи. Если искать корни, вероятнее всего они ведут в среду крестьян или мещан, где подобные «полуотчества» на -ен были самой естественной формой именования до введения обязательных фамилий. В отличие от фамилий на -ович, которые часто носили дворяне и духовенство, модель на -ен оставалась простонародной, не указывающей на сословную принадлежность, а лишь на родство.

В написании фамилии возможны варианты: Антонишен, Антонишин, Антонишенко. Форма с конечным -ен (а не -ин) — более редкая и точная с точки зрения происхождения. Она не даёт путать фамилию с притяжательным прилагательным («Антонишин дом»), а чётко указывает на родовое имя по отцу.