Фамилия Бартышевская — типичный пример того, как географическое название становится родовым. Её основа — топоним Бартышево или Бартышев, а суффикс -ск- указывает на связь с местностью. В польской и западнорусской традиции фамилии на -ский/-цкий образовывались от названий поместий, деревень или усадеб, которые принадлежали шляхте или дворянам. Если перед нами женская форма, то мужской вариант — Бартышевский, и носительница такой фамилии могла быть либо женой, либо дочерью владельца этих земель. Впрочем, в XIX веке фамилии на -ский нередко давали и крестьянам, переселившимся из деревни Бартышево, — модель к тому времени стала массовой.

Корень фамилии, скорее всего, восходит к имени Бартыш — уменьшительной форме от Бартоломей (аналог русского Варфоломей). В польском языке Bartosz — распространённое сокращение, а суффикс -ыш типичен для прозвищных имён (сравните: Кузьма — Кузьмищ, Фома — Фомищ). Другая версия связывает основу с литовским bárti — «бранить, ругать», но она менее убедительна: фамилия отчётливо славянская по форме, и географические названия Бартышево встречаются в Беларуси и на западе России (например, в Витебской и Смоленской областях). Польский след тоже вероятен: в исторических документах Речи Посполитой фамилия Бартышевский упоминается среди мелкой шляхты.

Словообразовательный суффикс -евск- (а не -овск-) указывает на основу, заканчивающуюся на мягкий согласный или на -ш. В данном случае Бартыш + евский даёт Бартышевский. Это стандартная модель для фамилий, образованных от названий на -ово/-ево: если село называлось Бартышево, то выходец из него получал фамилию Бартышевский. В России такие фамилии чаще встречались у духовенства и дворянства, но в западнорусских губерниях их носили и мещане. Географически фамилия сосредоточена на западе: в Беларуси, Польше, а также среди потомков эмигрантов первой волны. В современной России она редкая, но не исчезнувшая — отдельные носители живут в Москве и Санкт-Петербурге.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то Бартышевский отличается от Барташевского или Бортковского именно корнем: Бартыш — это конкретное имя, а не обобщённое «борт» (бортничество) или «барт» (борода). Спорных версий немного, и самая правдоподобная — от имени Бартоломей через уменьшительную форму. Другие гипотезы (от литовского «бранить» или от прозвища «бартыш» — человек с бородой) не подкреплены ни топонимией, ни словообразовательной логикой.