Фамилия Мартынишин — одна из тех, чью основу легко узнать, но вот механизм её образования не столь очевиден. В её центре лежит крестильное имя Мартын (латинское Martinus — «посвящённый Марсу», «воинственный»). Однако вместо привычных суффиксов -ов или -ин, которые превращают имя в фамилию («Мартынов», «Мартынин»), здесь сработала западноукраинская модель.

Ключевой элемент — суффикс -ишин (или -ищин). В украинской ономастике он указывает на принадлежность: «чей?» — «Мартынишин» буквально значит «Мартынов сын» или «принадлежащий Мартыну». Такая форма типична для западных регионов Украины, особенно для Галичины, Волыни и Закарпатья. В польском языке ей соответствует суффикс -icz, в белорусском — -ич, а в украинском -ишин стал одним из способов образовать фамилию от отчества, минуя русскую модель на -ов.

Интересно, что в основе могло лежать не только полное имя Мартын, но и его уменьшительная форма Мартыниш (как, скажем, Иваниш от Иван). Если так, то фамилия закрепила прозвище, данное по имени отца или деда. В любом случае, Мартынишин — фамилия-патроним, то есть «отчество», ставшее родовым именем.

С географической точки зрения носители фамилии сегодня сосредоточены в основном на западе Украины, а также в диаспоре. В России эта фамилия редка и почти всегда указывает на корни из украинского Полесья или Прикарпатья.

Стоит отметить, что в русской среде фамилию могли переделать на слух: из Мартынишин в Мартынишкин или Мартынищев, но исходный вариант сохранил свою украинскую огласовку — с твёрдым «ы» и окончанием без наращения.