Фамилия Лысьев — один из тех случаев, где прозвище предка говорит само за себя, но с оговорками. Основа здесь — «лысый», то есть человек без волос на голове. Однако в древнерусских говорах у слова «лысь» был и другой оттенок: так могли назвать не только плешивого, но и хитрого, себе на уме человека, того, кто «лыс» не головой, а повадкой. В некоторых диалектах «лысь» означало ещё и бедняка, обносившегося, — возможно, от сравнения с лысой, оголённой землёй.

Словообразовательная модель типична для русского севера и центра: суффикс -ев (а не -ов) указывает, что основа оканчивалась на мягкий согласный или йот. То есть прозвище Лысь (или Лысей) дало фамилию Лысьев. Вариант с -ов (Лысов) встречается чаще, но именно форма Лысьев — более редкая и локальная. Она могла закрепиться в тех краях, где цокали или смягчали конечный согласный: например, в бывших новгородских землях или в северо-восточных говорах.

По сословному происхождению Лысьевы, скорее всего, крестьяне или посадские. Фамилия не дворянская, не книжная — она бытовая, прозвищная. В документах XVII–XVIII веков люди с таким прозвищем могли фигурировать как «Лысь» или «Лысей», а потомки уже записывались по отцу: «Лысьев сын». Встречается фамилия и в форме Лысьевых — так обычно оформляли фамилии в северных и сибирских переписях, где суффикс -ых/-их указывал на принадлежность к роду.

Ономастических трудов, посвящённых именно этой фамилии, нет, но она вписывается в общую картину русских прозвищных фамилий, описанных у Б. Унбегауна и В. Никонова. Редкость формы Лысьев (по сравнению с массовыми Лысовыми) может говорить о том, что носители живут компактно, в одном регионе, — и это стоит проверить по современным базам данных.