Фамилия Детёнышева — яркий пример «зооморфного» прозвища, которое закрепилось в качестве родового имени. В основе лежит слово «детёныш». Прозвище Детёныш могли дать по разным причинам: либо самому младшему, «маленькому» в семье или общине, либо человеку, который чем-то напоминал детёныша животного — внешностью, поведением, безобидным нравом. В русских говорах слово «детёныш» нередко употребляли и в переносном смысле, называя так неопытного, несамостоятельного парня.

Словообразовательная модель здесь — суффикс -ев, который в фамилиях обычно указывает на принадлежность: «чей сын?» — Детёнышев. Окончание -а — женская форма, то есть Детёнышева — «жена или дочь Детёнышева». Сама фамилия Детёнышев довольно редкая, она стоит в одном ряду с однокоренными, но более распространёнными фамилиями Детёныш, Детёнышевский. Интересно, что форма без суффикса — Детёныш — могла остаться прозвищем, а с суффиксом -ев превратилась в полноценную фамилию, что говорит о её относительно позднем оформлении, вероятно, в XVII–XVIII веках, когда такие «простые» прозвища активно записывали в документы.

С точки зрения географии, фамилия Детёнышев (и Детёнышева) встречается спорадически, без ярко выраженного ареала. Единичные записи есть в центральных и северных областях России, но массового распространения она не получила. Это не фамилия духовенства (где преобладали бы «семинарские» фамилии на -ский) и не фамилия знати. Скорее всего, предки носительницы фамилии были крестьянами или посадскими людьми, которым дали прозвище в быту, и оно закрепилось за родом.

Уникальность фамилии Детёнышева в том, что она сохранила архаичную форму прозвища, почти не изменившуюся за столетия. В отличие от фамилий, образованных от названий взрослых зверей (Волков, Медведев), эта фамилия отсылает к детёнышу — и это сразу задаёт ей мягкий, «уменьшительный» оттенок, хотя изначально прозвище могло быть и ироничным.