Фамилия Дорышевы образована от личного имени или прозвища Дорыш. В основе, скорее всего, лежит краткая форма одного из крестильных имён — Дорофей, Дормедонт или Феодор (в народном произношении Фёдор). У славян было принято усекать длинные церковные имена до одного-двух слогов: Дор, Доря, Дорка, а затем добавлять уменьшительный суффикс -ыш. Так и появилось прозвище Дорыш — ласковое или обиходное обращение к человеку, носившему полное имя. Суффикс -ыш в русских прозвищах встречается нечасто, он придаёт слову оттенок простонародной фамильярности (сравните: малыш, глупыш). Поэтому Дорышевы — потомки человека, которого в быту звали Дорыш.

Фамилия закрепилась по стандартной модели: к основе Дорыш добавили патронимический суффикс -ев, означающий «чей?» — то есть сын Дорыша, потомок Дорыша. Такая модель — одна из главных в русской фамильной системе, её подробно описал Б. Унбегаун в «Русских фамилиях»: суффиксы -ов/-ев и -ин образуют подавляющее большинство русских фамилий, особенно на севере и в центральных областях. Встречаются и другие однокоренные фамилии: Дорин, Доркин, Дорошев, Дорогов — все они восходят к тому же гнезду имён, но Дорышевы выделяются редким суффиксом.

Точная география бытования фамилии пока не установлена, но, судя по модели, она могла возникнуть в среде крестьян или посадских людей, где прозвища были особенно живучи. Дорышевы — памятник славянской культуры, и именования по той же схеме широко представлены в ономастике восточных, западных и южных славян. Однако процесс формирования каждой отдельной фамилии мог быть длительным и не всегда имел привязку только к одной местности, поэтому окончательно говорить о точном времени и месте происхождения Дорышевых можно лишь на основании серьёзных генеалогических исследований.