Фамилия Антысев — редкий пример, когда на слух она звучит как типичная русская фамилия на -ев, но её основа вызывает споры у этимологов. В отличие от большинства фамилий, образованных от крестильных имён (Иванов, Петров), корень здесь тёмный, и разобраться в нём можно только через диалекты и историю написания.

Словообразовательная модель проста: суффикс -ев указывает на принадлежность («чей?»), то есть Антысев — сын Антыса. Вопрос упирается в то, что такое или кто такой Антыс. Самая правдоподобная версия связывает основу с диалектным глаголом «анты́сить» или «анты́снуть», который в северных и сибирских говорах означал «ударить», «стукнуть», а также «сказать что-то невпопад». Человек с прозвищем Антыс мог быть либо драчуном, либо, наоборот, неловким и бестолковым. В. И. Даль в своём словаре фиксирует слово «антысь» как «противный, супротивный человек» — отсюда ещё одно значение: упрямец, спорщик.

Менее вероятна, но допустима связь с греческим именем Антуан (через польское Antoni) — в народной переработке оно могло дать форму Антыс. Однако для этого нет убедительных исторических свидетельств, и большинство ономастов (в том числе Б. Унбегаун) склоняются к исконно русской прозвищной основе. Интересно, что фамилия почти не встречается за пределами Вологодской и Архангельской областей — это косвенно подтверждает её северное диалектное происхождение.

На письме фамилию иногда путают с Антосев (от Антон) или Антышев, но путаница возникает только из-за акающего произношения. В документах XVII–XVIII веков, если бы они сохранились, мы бы, скорее всего, увидели форму «Онтысев» — с буквой «о» в начале, что типично для северных говоров. Таким образом, предок носителя фамилии Антысев — не святой и не знатный человек, а обычный крестьянин или посадский, получивший прозвище за характер или привычку: то ли задира, то ли непутевый говорун.