Фамилия Кульмышева — женская форма фамилии Кульмышев, и её разбор стоит начать с самого редкого и показательного элемента: суффикса -ыш-. В русской антропонимии этот суффикс почти всегда указывает на прозвище, образованное от глагола или прилагательного, причём часто с оттенком уменьшительности, ласкательности или, наоборот, пренебрежения. Сравните: «малыш» (от «малый»), «глупыш» (от «глупый»), «крепыш» (от «крепкий»). То есть основа фамилии, скорее всего, имеет характер прозвища.

Корень Кульм- — самый спорный и интересный. Первая и наиболее вероятная версия: он восходит к татарскому или башкирскому слову «күл» (озеро) или «күләм» (объём, масса). В тюркских языках форма «кульмыш» могла означать «озёрный», «живущий у озера» или «тот, кто похож на озеро» (например, спокойный, широкий). Но есть и другой вариант: в некоторых диалектах «кульма» — это разновидность рыбы (например, мелкий карась или пескарь). Тогда «Кульмыш» — прозвище рыбака или человека, получившего имя по внешнему сходству с этой рыбой (малорослый, юркий). Третья, самая слабая гипотеза — связь с русским диалектным «кульма» (узел, мешок, куль), но она менее правдоподобна, так как суффикс -ыш- в русских прозвищах редко крепится к существительным, обозначающим предметы.

Географически фамилия Кульмышевы с большой вероятностью привязана к Поволжью и Приуралью — территориям, где веками жили татары, башкиры и русские, перенимая друг у друга быт и язык. Фамилия могла возникнуть в среде крещёных татар или русских крестьян, живших по соседству с тюркским населением. Сословно это, скорее всего, крестьянский или мещанский род: прозвища с суффиксом -ыш- редко встречались у дворянства, которое предпочитало более «книжные» модели на -ский.

Словообразовательная модель проста: прозвище Кульмыш (вероятно, от тюркского «озёрный» или «рыбёшка») + типичный русский патронимический суффикс -ев (фонетический вариант -ов после мягкого согласного). То есть Кульмышев — «сын Кульмыша». Фамилия редкая, не попавшая в массовые перечни, и её носители, скорее всего, происходят из одной локальной группы, возможно, из одного села или района.