Фамилия Чернишов — один из тех случаев, когда написание говорит о происхождении больше, чем звучание. Если вы видите вариант через «о» — Чернишов, а не Чернышов, — перед вами, скорее всего, украинская или белорусская модель образования фамилии. В русском языке прилагательное «черный» в форме сравнительной степени дало бы основу «черныш-» (от «черныш» — человек с чёрными волосами или тёмной кожей). Суффикс «-ов» в русской традиции присоединился бы к ней без изменения, получив «Чернышов». Но буква «и» в корне — «Чернишов» — выдает южное или западное влияние: в украинском и белорусском языках на месте древнерусского «ы» часто произносится и пишется «и» (ср. русское «черный» и украинское «чорний», но в именах собственных эта закономерность даёт «Черниш»).

Основа фамилии — прозвище Черниш (или Черныш). Так в старину называли людей с тёмными волосами, смуглой кожей, а иногда и тех, кто носил чёрную одежду или работал с углём, сажей. В словаре древнерусских личных имён С. Б. Веселовского встречается несколько Чернышей — крестьян и служилых людей XV–XVI веков. Прозвище было настолько распространённым, что дало начало целому гнезду фамилий: Чернышёв, Чернышевский, Чернишов и более редкие Чернышов.

Географически фамилия Чернишов чаще встречается в областях, исторически связанных с украинским и белорусским населением: Черниговская, Полтавская, Сумская губернии, а также на юге России — в Курской, Воронежской, Ростовской областях. После переселений XVIII–XIX веков носители фамилии расселились по Кубани, Дону и Сибири. В дореволюционных переписях Чернишовы — преимущественно крестьяне и казаки, реже — мещане.

Интересная деталь: написание «Чернишов» закрепилось в официальных документах часто из-за ошибок писарей, которые записывали фамилию на слух по местному произношению. В паспортах и метриках XX века можно встретить оба варианта даже у членов одной семьи. Современные носители фамилии нередко спорят, как правильно — через «и» или «ы», хотя лингвистически оба варианта законны, просто отражают разную диалектную основу.