Фамилия Горлышков образована от прозвища Горлышко, которое восходит к нарицательному «горло». Даля слово «горло» трактуется так: «передняя часть шеи у человека и животного от подбородка до груди или ключиц». Можно предположить, что прозвище Горлышко получил человек с тонкой шеей. По другой версии, Горлышком могли прозвать того, кто обладал громким, зычным голосом (то есть «горлатого»). Кроме того, не исключено, что именование Горлышко представляло собой дохристианское личное имя. Подобные имена, образованные от названий частей тела (Ручка, Нос, Глазок и т. п.) были весьма популярны на Руси. В «Ономастиконе» Веселовского упоминаются родственные именования: князь Третьяк Иванович Горло Вяземский; Андрей Горлов, великокняжеский охотник, 1533 год. Так и прозвище Горлышко закрепилось за человеком в качестве наиболее употребительного именования, а со временем легло в основу фамилии Горлышков. Таким образом, потомок человека, обладающего прозвищем Горлышко, со временем получил фамилию Горлышков.