Фамилия Надымашина — редкий случай, когда в основе лежит не имя и не ремесло, а глагольная форма, застывшая в прозвище. В её центре — глагол «надымать», который в южных и западных русских говорах (а также в украинском и белорусском языках) означает «надувать», «раздувать». Человек мог получить прозвище Надымай или Надымаш за манеру говорить с напором, за привычку «надувать щёки» от важности или, напротив, за работу с кузнечными мехами, где требовалось раздувать огонь.

Словообразовательная модель нестандартна. Если бы фамилия образовалась напрямую от глагольной основы с помощью суффикса -ин, мы бы имели Надымашин. Однако форма Надымашина указывает на то, что перед нами, скорее всего, женский вариант фамилии, либо фамилия образована от прозвища Надымаша — ласкательной или уменьшительной формы того же «надымать». Суффикс -ш- в русских прозвищах встречается редко и обычно придаёт оттенок фамильярности или профессионализма (ср. Плясун — Плясуша). Таким образом, Надымашей могли называть не самого мастера, а его помощника или подмастерья, который «надымал» меха.

Географически фамилия тяготеет к регионам, где «надымать» было в ходу: это юг России, Курская, Белгородская, Воронежская области, а также смежные территории Украины. В документах XVII–XVIII веков встречаются однокоренные прозвища Надымов, Надымай, но именно форма с суффиксом -ш- фиксируется редко, что делает фамилию локальной и связанной с конкретным говором.

Версия о происхождении от тюркского корня (например, «надым» — «подарок») маловероятна: ударение в фамилии падает на второй слог, и русская глагольная основа объясняет форму проще и естественнее. Значение фамилии — не просто «принадлежащий Надымаше», а указание на род занятий или характер: предок носителя был либо кузнечным работником, либо человеком с громким, «раздувающим» голосом.