Фамилия Детенышев — редкий случай, когда основа прозвища прозрачна, но её социальный подтекст неочевиден. В основе лежит слово «детёныш», то есть молодое животное. Казалось бы, логично предположить, что прозвище Детёныш могли дать младшему сыну в семье — по той же модели, что и Меньшиков (от «меньшой»). Однако в русской антропонимии есть и другая, не столь ласковая версия.

По одной из гипотез, «детёнышем» в ироничном или уничижительном смысле называли взрослого мужчину невысокого роста, щуплого телосложения или с юношеской внешностью. Прозвища, основанные на внешних признаках, в XVI–XVII веках были обычным делом. Суффикс -ев указывает на притяжательную форму: Детенышев — сын Детёныша. Фамилия образована по стандартной модели от прозвища на мягкий согласный, что типично для центральных и северных регионов России.

Стоит отметить, что фамилия Детенышев не встречается в дворянских родословных книгах и не имеет «географической» привязки к известным усадьбам. Это крестьянская или мещанская фамилия, возникшая в среде, где прозвища давали метко и без сентиментальности. В переписных книгах XVII–XVIII веков её носители могли быть записаны как крестьяне или посадские люди. Редкость фамилии объясняется тем, что прозвище Детёныш было не слишком распространено — возможно, из-за его двусмысленности: назвать так взрослого человека могли либо в шутку, либо с намёком на его «незрелость» в глазах окружающих.