Фамилия Горлищева — женская форма фамилии Горлищев. Её основа — прозвище Горлище, которое имеет два основных объяснения, и оба связаны с птицами. Самое прямое и очевидное: Горлище — это народное название самца горлицы, то есть небольшого голубя. В русских говорах слово «горлица» (самка) и «горлич» или «горлище» (самец) были в ходу. Прозвище могли дать человеку за тихий, кроткий нрав, за воркующий голос или, наоборот, за привычку «ворковать» на ухо — быть нежным и ласковым в общении.

Вторая версия менее распространённая, но тоже имеет право на существование. В некоторых диалектах «горлищем» называли не птицу, а горлан, горлопана — человека с громким, крикливым голосом. Слово «горло» дало множество производных (горлан, горлодёр, горлопан), и «горлище» могло быть одним из них. В этом случае прозвище указывало бы на противоположную черту характера — шумливость и склонность к спорам. Какая из версий верна для конкретной семьи, без знания истории рода сказать нельзя, но обе укладываются в типичную модель: человек получал имя по внешней или поведенческой черте.

С точки зрения словообразования, фамилия Горлищев — типичная патронимическая фамилия на -ев (после шипящих и мягких согласных пишется -ев, а не -ов). Суффикс -ищ- в основе (Горлище) — это увеличительный или пренебрежительный суффиксальный элемент, характерный для русских прозвищ. Он превращал обычную птицу «горлицу» в нечто более крупное или, в переносном смысле, более значительное. Фамилии с таким суффиксом встречаются реже, чем с простыми суффиксами, что делает Горлищевых заметными в ономастическом ряду.

География фамилии неширокая. Горлищевы встречаются преимущественно в центральных и южных областях России, особенно в Воронежской, Тамбовской и Ростовской областях. Это указывает на то, что фамилия сформировалась в среде русского крестьянства и казачества, где прозвища по птицам и животным были обычным делом. В дворянских родословных книгах фамилия не зафиксирована — это однозначно крестьянская или мещанская фамилия, что подтверждается и её прозрачной «птичьей» этимологией.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то Горлищев стоит в одном ряду с Горлицыным, Горлиным, Горловым. Разница в суффиксах: Горлицын образован от «горлица» через притяжательный суффикс -ын, а Горлищев — от «горлище» с тем же значением, но через -ев. Такое разнообразие говорит о том, что прозвище бытовало в разных формах в разных местностях.