Фамилия Хармышева — женская форма фамилии Хармышев. В основе её лежит мужское прозвище или некалендарное имя Хармыш. Слово это редкое, и его происхождение вызывает споры у ономастов. Наиболее вероятная версия связывает его с тюркскими корнями. В тюркских языках есть основа «хар» (кара, чёрный, тёмный) и «мыш» (мышь). Прозвище «Хармыш» могло означать «чёрная мышь» — так на Руси могли прозвать человека за смуглый цвет кожи, за маленький рост и юркость либо за нелюдимый, «мышиный» образ жизни.

Вторая версия, менее распространённая, выводит фамилию из диалектного русского слова «хармыз» или «хормыз» — так в некоторых южных говорах называли сварливого, бранчливого человека, склочника. В этом случае прозвище Хармыш было бы его сокращённой формой и указывало бы на характер предка.

Фамилия образована по стандартной русской модели с суффиксом -ев. Суффикс этот присоединялся к основам, оканчивающимся на шипящий или мягкий согласный (в данном случае на -ш). Таким образом, Хармышев — буквально «сын Хармыша», а Хармышева — «жена или дочь Хармышева».

Географически фамилия Хармышева тяготеет к югу России и Поволжью — регионам, где исторически сильны тюркские влияния и где чаще встречаются прозвища на «-мыш». Встречается она нечасто, что говорит о локальном происхождении: вероятно, прозвище дали одному человеку в конкретной местности, и его потомки разнесли фамилию по округе.

Сословно носители фамилии, скорее всего, были крестьянами или посадскими людьми. Дворянских родов с такой фамилией в родословных книгах не зафиксировано. Фамилия не получила широкого распространения и осталась редкой, что делает её интересным объектом для локальных генеалогических изысканий.