Фамилия Ермышев образована от прозвища или имени Ермыш. Основа здесь — тюркское имя Ермыш, которое восходит к слову «ер» (мужчина, герой, воин) с уменьшительным суффиксом -мыш. В татарском и башкирском именослове Ермыш (Ярмыш) встречается как личное имя, означающее «молодец», «храбрец». Русский суффикс -ев указывает на принадлежность: «сын Ермыша».

Искать корень в славянской лексике смысла нет: слово «ермыш» не зафиксировано в древнерусских говорах ни как нарицательное, ни как прозвище. Зато в переписных книгах XVI–XVII веков встречаются служилые татары и новокрещены с именем Ермыш — например, Ермыш Байгильдеев упомянут в Казанском уезде. Фамилия Ермышев характерна для Поволжья и Приуралья, особенно для территорий бывшего Казанского ханства, где русские фамилии нередко возникали из местных тюркских имён.

По модели образования фамилия типична для второй волны русификации: к тюркскому имени добавили патронимический суффикс -ев, а не -ов, что связано с мягкостью конечного «ш». Это же правило действует для фамилий типа Алышев, Кумышев, Турышев. Встречаются варианты написания Ермышов (с твёрдым суффиксом), но орфографическая норма закрепила именно Ермышев.

Носители фамилии — потомки людей, носивших имя Ермыш. Скорее всего, предки были служилыми людьми (казаками, стрельцами) или крестьянами, принявшими православие, но сохранившими в роду тюркское имя. Дворянских родов Ермышевых в российском родословии не отмечено. Фамилия редкая, встречается преимущественно в Татарстане, Башкортостане, Оренбургской и Самарской областях.