Фамилия Ледышева — женская форма фамилии Ледышев, а та в свою очередь образована от прозвища или нецерковного имени Ледыш. Основа здесь — «лёд» и суффикс -ыш, который в русских прозвищах часто указывал на признак или свойство человека. Ледышем в народе могли назвать человека холодного, неприветливого, сдержанного в эмоциях — того, от кого «веет холодом». Но не исключён и другой, более бытовой вариант: Ледыш — прозвище человека, который торговал льдом или заготавливал его для ледников (погребов). В северных и центральных губерниях России промысел льда был сезонным, но заметным, и прозвище могло закрепиться за целым родом.

Модель образования проста: к основе на -ыш прибавили патронимический суффикс -ев, что типично для фамилий, возникших из прозвищ с мягкой или шипящей основой. Вариант Ледышев — не Ледышов, хотя по звучанию мог бы быть и таким. Это указывает на то, что в момент закрепления фамилии действовало правило: после шипящих и мягких согласных писали -ев, а не -ов. В документах XVII–XVIII веков фамилия встречается в основном в северных уездах — Вологодском, Архангельском, а также в Вятке, что косвенно подтверждает связь с ледяным промыслом или суровым климатом.

Стоит сравнить Ледышева с однокоренными фамилиями — Ледов, Леденев, Ледяев. В отличие от них, форма с -ыш встречается реже и звучит более архаично, как прямое прозвище, а не отвлечённое качество. Если Ледов мог означать «сын Льда» (редкое языческое имя), то Ледышев почти наверняка — «сын Ледыша», то есть человека, которого так прозвали за характер или занятие. В современных базах фамилия Ледышева не входит в число частых, что говорит о её локальном происхождении и сохранении в пределах нескольких родовых гнёзд.