Фамилия Мышлявцев образована по редкой и показательной модели, которая сразу выдает её происхождение: это не от имени и не от профессии напрямую, а от прозвища, закрепленного необычным суффиксом. Основа здесь — «Мышлявец» (или, в диалектном произношении, «Мышлявец»). Само слово «мышлявый» в русских говорах означало «задумчивый, медлительный, склонный к размышлениям» — от глагола «мыслить» (думать). Человек, которого прозвали Мышлявцем, вероятно, отличался неторопливостью, вдумчивостью, возможно, даже некоторой мечтательностью. Прозвище не несло отрицательного оттенка, а скорее описывало характер.

Суффикс -ев в фамилии — стандартный патронимический (отвечающий на вопрос «чей?»), но сама основа на -ец указывает на то, что прозвище было образовано по продуктивной для XVI–XVII веков модели: от прилагательного с помощью суффикса -ец (как «умница» → «умнец», «хитрец»). Таким образом, Мышлявцев буквально означает «сын Мышлявца» — то есть потомок человека, которого за его манеру поведения называли задумчивым.

Географически фамилия тяготеет к северо-восточным и центральным русским областям — встречается в старых переписях Вологодской, Костромской и Вятской губерний. Это не случайно: в северных говорах слово «мышлять» (думать, размышлять) сохранялось дольше, чем в южных. В отличие от более частых фамилий на -ов (-ев), образованных от профессий или крестильных имён, Мышлявцев — редкий пример, когда в основе лежит именно психологическая черта, а не социальный статус или род занятий.

Стоит отметить, что в документах XVIII–XIX веков фамилия могла писаться через «о» — Мышлявцов, что связано с аканьем (произношение «Мышлявцоф» на письме иногда закреплялось). Современное написание с «е» — результат церковнославянской нормы и последующей унификации. Таким образом, носитель фамилии Мышлявцев, скорее всего, ведет род от крестьянина или посадского человека из северных уездов России, которого окружающие запомнили как размышляющего, несуетливого человека.