Фамилия Мартишонис звучит для русского уха необычно, и это прямой ключ к её происхождению. Она не великорусская, а литовская или, что вероятнее, жемайтийская. Её выдают характерные суффиксы: основа здесь — Мартиш-, а окончание -онис (-onis) — один из самых распространённых патронимических суффиксов в литовской ономастике. Он указывает на происхождение от отца или предка: Мартишонис — буквально «сын Мартиша» или «потомок Мартиша».

Сама основа Мартиш — это, скорее всего, народная, уменьшительная или диалектная форма имени Мартин (литовское Martynas). В литовском языке, особенно в северных и жемайтийских говорах, имена часто укорачивали и смягчали, добавляя суффикс -иш- (-iš-). Так появились формы вроде Martišius, Martišas, а от них — фамилии. Мартишонис, таким образом, — это «мартиновский», то есть человек из рода Мартина. Вторая версия, менее вероятная, связывает основу с литовским словом marti — «невестка, сноха». В таком случае прозвище Мартиш могло относиться к мужчине, женатому на девушке из другого рода, или к человеку, который был «примаком» (зятем, живущим в доме жены). Но для фамилии такая бытовая основа встречается реже, чем имя собственное.

Географически фамилия Мартишонис тяготеет к Литве, особенно к Жемайтии (западная часть страны). В Польше и Беларуси встречаются похожие варианты (Мартишонок, Мартишевский), но суффикс -онис чётко маркирует именно литовское происхождение. В России эта фамилия — редкий след миграций конца XIX — начала XX века, когда литовцы переселялись в Сибирь, на Дальний Восток или в центральные губернии в поисках работы. Носитель такой фамилии почти наверняка — потомок литовского крестьянина или ремесленника, который взял фамилию при переходе к постоянным паспортам (в Литве этот процесс шёл в основном в XIX веке, после отмены крепостного права). Дворянской или шляхетской эта фамилия не была: литовские магнаты и шляхта использовали польские или двусоставные фамилии на -ский/-цкий. Мартишонис — фамилия простого сословия, и в этом её историческая честность.