Фамилия Гармышев образована от прозвища или нецерковного имени Гармыш. Основа фамилии — тюркского происхождения, что указывает на контакты русских с тюркоязычными народами (татарами, башкирами, казахами) на южных и восточных рубежах Московского государства. Слово «гармыш» (qarmys) в тюркских языках имеет несколько значений, и важно разобраться, какое из них легло в основу фамилии.

Наиболее вероятная версия связывает Гармыша с тюркским «кармыш» — «смешанный», «перемешанный». В диалектах это слово могло означать метиса, человека смешанного происхождения (например, от русского и татарского брака). Прозвище Гармыш могли дать человеку, в котором текла смешанная кровь, или же тому, кто жил в этнически смешанной местности. Менее правдоподобна версия о происхождении от слова «гармаш» (пушкарь, артиллерист) — она не находит подтверждения в тюркской фонетике и скорее относится к фамилии Гармашов.

Суффикс -ев указывает на принадлежность: Гармышев — буквально «сын Гармыша». Это типичная патронимическая модель для фамилий, возникших в XVI–XVII веках у служилых людей, казачества и крестьянства южных регионов. Фамилия распространена в Поволжье, на Урале и в Западной Сибири — именно там исторически складывалось русско-тюркское пограничье.

В документах XVII века встречаются упоминания служилых татар и новокрещенов с похожими прозвищами, но конкретных записей о Гармышевых того времени мало. Фамилия не относится к числу дворянских, её носители — в основном крестьяне и мещане. В современной России Гармышевы живут преимущественно в Саратовской, Самарской областях и в Башкортостане, что подтверждает её привязку к бывшим землям Казанского ханства и Ногайской Орды.