Фамилия Мармышка — один из тех редких случаев, когда исходное слово сохранилось почти без изменений. В русских фамилиях на -ка, -шка, -ша чаще всего застывают прозвища, а не крестильные имена. Мармышка — не уменьшительное от Марма или Мармадюк, а самостоятельное прозвище.

Слово «мармышка» в русских говорах означало несколько вещей. В вятских и пермских диалектах так называли неуклюжего, нерасторопного человека, увальня. В других областях — наоборот, мелкого, суетливого, похожего на маленького зверька. Есть и конкретное значение: в некоторых местах мармышкой звали крота или водяную крысу. Прозвище могли дать за внешность, за манеру копаться в земле или за медлительность.

Суффикс -к(а) в таких прозвищах типичен для северных и северо-восточных говоров. Фамилии на -ышка (Мармышка, Голышка, Крошка) встречаются редко, и они почти всегда указывают на прямое, неласкательное прозвище. В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые могли возникнуть по модели «чей сын?», Мармышка — это фамилия-прозвище, которая закрепилась в форме именительного падежа. Такие фамилии характерны для украинской и белорусской традиции, но в русском языке они тоже встречаются, особенно на юге и западе.

Скорее всего, предок носителя фамилии получил прозвище Мармышка за особенности поведения или внешности. Никакой связи с дворянскими родами или известными историческими личностями у этой фамилии нет — она крестьянская или мещанская, возникла в среде, где прозвища были точными и нелестными. Географически фамилия тяготеет к Вятке, Пермскому краю и, возможно, к южнорусским областям, где слово «мармыш» тоже было в ходу.