Фамилия Мартынишина — женская форма фамилии Мартынишин, и её происхождение стоит искать не в географии или прозвище, а в редкой словообразовательной модели. Большинство русских фамилий на -ин образованы от основ на -а/-я (Иванов — от Иван, но Кузьмин — от Кузьма). Здесь же основа — Мартыниш-, что сразу выбивается из ряда типичных «патронимических» суффиксов. Скорее всего, перед нами фамилия, возникшая из прозвища или отчества с необычным суффиксом -ыш, который в русском языке часто придаёт слову уменьшительно-ласкательный или уничижительный оттенок (ср. «глупыш», «малыш», «коротыш»). То есть Мартыниш — это не имя, а прозвище человека по имени Мартын (каноническая форма Мартин, в народе — Мартын). Прозвище могло означать «маленький Мартын», «сын Мартына» или даже «тот, кто похож на Мартына» — в любом случае, это вариант отчества, но не по стандартной схеме, а через суффикс -ыш, который встречается в фамилиях редко.

Откуда взялась форма на -ишин? Это уже вторичное образование. Прозвище Мартыниш дало основу, к которой прибавили притяжательный суффикс -ин: Мартыниш + ин = Мартынишин. То есть «чей?» — Мартынишин, «сын Мартыниша». Такая цепочка (прозвище → фамилия на -ин) типична для южнорусских и украинских говоров, где формы на -ыш распространены шире. В северных и центральных регионах России предпочли бы вариант Мартынов или Мартынкин. Таким образом, фамилия Мартынишин (и Мартынишина) указывает на предка, которого в быту звали Мартынишем — возможно, за малый рост, молодость или характерную манеру поведения, связанную с образом Мартына.

Имя Мартын (от латинского Martinus — «посвящённый Марсу», «воинственный») было в ходу у русских крестьян и мещан, особенно в XIX веке. В святцах оно присутствует, но не так популярно, как Иван или Пётр, поэтому фамилия Мартынишина — редкая. Встречается она преимущественно в западных областях России, а также на Украине и в Белоруссии, где суффикс -ыш в фамилиях встречается чаще (например, Демьянишин, Назаришин). Географическая привязка фамилии, если судить по современным данным, — преимущественно Пермский край и Кировская область, что может говорить о миграции носителей с запада на восток в ходе колонизации Урала.

С точки зрения социального статуса, фамилия Мартынишина — крестьянская или мещанская. Дворянские роды с таким окончанием почти не встречаются, так как суффикс -ыш считался просторечным и не использовался в официальных документах высших сословий. В итоге, если вы носите эту фамилию, ваш предок по мужской линии, скорее всего, был простым человеком, которого в деревне знали не по полному имени, а по домашнему прозвищу — Мартыниш.