Фамилия Горелышев образована от прозвища Горелыш. В основе лежит глагол «гореть», и прозвище это в первую очередь относилось к человеку, потерявшему из-за пожара дом и всё имущество — погорельцу. Однако так могли назвать не только жертву огня. В народной речи «горелым» иногда называли смуглого, черноволосого человека, словно опалённого солнцем. Таким образом, прозвище Горелыш могло указывать либо на несчастье, пережитое предком, либо на его внешность.

Словообразовательная модель фамилии проста: к основе «Горелыш» добавили типичный русский суффикс принадлежности -ев, который отвечает на вопрос «чей?». Горелышев — значит «сын Горелыша». Суффикс -ыш в прозвище характерен для разговорной речи и часто придаёт слову оттенок носителя признака (как Малыш, Глупыш). В данном случае он усиливает значение: не просто «горелый» человек, а «горелый» в высокой степени.

Стоит обратить внимание на региональную привязку. Фамилия Горелышев встречается преимущественно в центральных и северных областях России, что совпадает с районами, где деревянное строительство делало пожары частым бедствием. В таких местах прозвище Горелыш было особенно актуальным и понятным — оно выделяло человека по трагическому событию, которое в крестьянской общине не могли обойти стороной.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, Горелышев стоит в одном ряду с Гореловым, Горелкиным, Гореликовым. Но Горелышев выделяется именно уменьшительно-уничижительным суффиксом -ыш, что говорит о более конкретном, почти бытовом происхождении прозвища. Это не просто «горелый» как отвлечённый признак, а человек, которого в деревне знали по личной истории пожара или по приметной внешности.