Фамилия Двойнышев встречается редко, и её происхождение напрямую связано с числом «два» и всем, что с ним связано. В основе лежит корень «двой-», а суффикс «-ыш» указывает на прозвище, образованное от прилагательного. Скорее всего, прозвище Двойныш или Двойнышев давали человеку, который родился вторым, то есть был двойняшкой, либо имел какую-то заметную парную черту — например, родинку на обеих руках или привычку всё делать дважды.

Модель образования фамилии довольно прозрачна: прозвище Двойныш (с суффиксом субъективной оценки или характерного признака) плюс стандартный русский патронимический суффикс «-ев», который в XVI–XVII веках закрепился за фамилиями на мягкий согласный или шипящий. Таким образом, Двойнышев буквально означает «сын Двойныша» или «потомок того, кого звали Двойныш».

Интересно, что фамилия не получила широкого распространения. В отличие от более частых Двойниковых или Двояковых, Двойнышев сохранила архаичную уменьшительную форму. В словарях русских фамилий (например, у Б. Унбегауна) такие модели описываются как типичные для северных и центральных областей России, где суффикс «-ыш» был продуктивен в прозвищах (сравните: Малышев, Голышев, Коротышев). Поэтому географически Двойнышевых стоит искать в старых писцовых книгах Ярославской, Вологодской или Костромской губерний — именно там чаще всего фиксируются «двойные» прозвища.

Социальный статус первых носителей, скорее всего, был крестьянским или посадским. Фамилия не дворянская и не купеческая — её не встретишь в родословных книгах высших сословий. В XIX веке Двойнышевы могли быть государственными крестьянами или мещанами, а прозвище, лёгшее в основу, носило сугубо бытовой, описательный характер: его давали не для того, чтобы выделить, а чтобы отличить одного Ивана от другого в деревне, где каждый знал, кто из чьих двойняшек.