Фамилия Нартышев — редкая и неочевидная. В ней нет привычного корня, который сразу подсказал бы занятие или имя предка. Чтобы понять её происхождение, нужно смотреть на суффикс и возможные диалектные слова.

Основа фамилии — «Нартыш». Суффикс «-ыш» в русских прозвищах обычно указывает на характерный признак человека: «малыш» (маленький), «глупыш» (глуповатый), «крепыш» (крепкий). Следовательно, «Нартыш» — это прозвище, образованное от прилагательного или существительного с помощью этого уменьшительно-характеризующего суффикса. Само слово «нарты» — хорошо известно: это узкие длинные сани для езды на собаках или оленях, распространённые у народов Севера и Сибири. Вероятнее всего, прозвище Нартыш получил человек, имевший отношение к изготовлению, ремонту или использованию нарт — либо северный охотник или оленевод, либо мастер-саночник. В говорах Архангельской и Вологодской областей слово «нарты» могло означать и просто «сани», поэтому прозвище могло закрепиться за возницей или торговцем, который много ездил на санях.

Менее вероятна, но допустима версия от тюркского имени «Нарты» (вариант имени Нартай, от «нар» — верблюд, или «нар» — гранат) с добавлением русского суффикса «-ыш». Однако для фамилии, оканчивающейся на «-ев», такой путь нетипичен: тюркские имена обычно дают фамилии на «-ов» (Нартынов, Нартаев). Фамилия Нартышев — чисто русская по форме, и суффикс «-ев» указывает на принадлежность: «сын Нартыша» или «из семьи Нартыша».

Географически фамилия встречается в основном в центральных и северных областях России, что подтверждает версию о связи с санями-нартами. В документах XVII–XVIII веков среди крестьян и посадских людей можно встретить прозвища «Сани», «Санников», а «Нартыш» — их более узкий, локальный вариант. Таким образом, предок Нартышевых — скорее всего, крестьянин или ремесленник, чья жизнь была тесно связана с зимними дорогами и гужевым транспортом, и прозвище закрепилось за ним как профессиональная метка.