Фамилия Ернышева звучит редко и неочевидно, но её происхождение укладывается в типичную для русского севера и Сибири модель. Основа здесь — не церковное имя, а прозвище или вариант имени Ермолай.

Самый прямой путь: Ернышев — это вариант фамилии Ермолаев или Ермилов, образованный через усечение и народную переделку имени Ермолай (греческое «вестник народа»). В русских говорах имя Ермолай сокращали до Ермак, Ермошка, а в некоторых диалектах — до Ерныш. Суффикс -ыш- часто придаёт уменьшительно-пренебрежительный оттенок (ср. Ермошка — Ерныш). Тогда Ернышев буквально: «сын Ерныша», то есть потомок человека, которого в быту звали Ерныш вместо Ермолая.

Менее вероятная, но возможная версия — от прозвища Ерныш, связанного с диалектным словом «ерныш» или «ерныкать». В некоторых говорах «ерныкать» значит «браниться, ворчать, капризничать». Прозвище могли дать неуживчивому или придирчивому человеку. Однако эта гипотеза слабее: слово плохо фиксируется в словарях, а связка «ерныш — ворчун» неочевидна.

Фамилия Ернышева — женская форма, мужская — Ернышев. Носители фамилии встречаются в основном на Урале и в Западной Сибири, что косвенно подтверждает севернорусскую природу фамилии: именно оттуда шло заселение этих территорий. В центральных и южных областях России фамилия почти не встречается.

Суффикс -ев указывает на принадлежность (чей сын?). Фамилия образована не от прозвища на -ов/-ин, а от основы на мягкий согласный (Ерныш), что характерно для фамилий из уменьшительных форм имён. В этом она схожа с фамилиями Ершов, Ермаков, но в отличие от них сохранила редкий звуковой облик.

Сословная принадлежность предков Ернышевых — скорее всего крестьяне или посадские люди. Дворянских родов с такой фамилией в исторических источниках не зафиксировано. Встречаются упоминания Ернышевых среди крестьян Вятской и Пермской губерний в XVIII–XIX веках.