Фамилия Колдышкин — из числа тех, чья основа вызывает споры, но почти наверняка восходит к прозвищу. Слово «колдыш» в русских говорах неоднозначно. В ряде диалектов (например, вятских, пермских) так называли коротышку, человека низкого роста, иногда — с оттенком пренебрежения: недоросток, заморыш. В других областях «колдыш» могло означать «пень», «огрызок» или «обрубок» — то есть что-то усечённое, неполное. Оба значения сходятся: прозвище Колдыш давали человеку невысокому или коренастому, возможно, с плотным, «коротким» телосложением.

Модель образования проста и типична для русских фамилий: к основе «Колдыш» добавили суффикс принадлежности -ин. Суффикс отвечает на вопрос «чей?»: Колдышкин — буквально «сын Колдыша» или «человек из семьи Колдыша». Это стандартная патронимическая форма, характерная для центра и севера России, где -ин конкурировал с -ов. В данном случае форма на -ин, а не на -ов, указывает на то, что основа оканчивалась на шипящий или мягкий согласный, что и произошло.

Есть и менее очевидная, но возможная версия: связь с тюркским словом «колды» (остался, остался в живых) или с казахским «колды» (рукастый, сильный). В таком случае прозвище могло попасть в русскую среду через татарское или башкирское влияние, что особенно вероятно для Поволжья и Приуралья. Однако эта версия слабее: в русских говорах у «колдыша» есть прямое, бытовое значение, искать заимствование без острой нужды не стоит.

Фамилия редкая, географически привязана к нескольким регионам. Больше всего Колдышкиных встречается в Кировской области (бывшая Вятская губерния), а также в Пермском крае и Удмуртии. Вятка — зона активного бытования диалектного слова «колдыш», что делает версию о прозвище-характеристике основной. Встречаются Колдышкины и в центральных областях, но единично.

Социальный состав предков, скорее всего, крестьянский. Фамилия недворянская, не книжная, образована от простонародного прозвища, а не от имени святого или географического названия. По переписям XIX века носители фамилии числились государственными крестьянами, реже — мещанами. Никаких выдающихся исторических личностей с этой фамилией не зафиксировано, что для массовой русской фамилии нормально: Колдышкины — обычные люди, чья фамилия сохранила память о внешности или росте далёкого предка.