Фамилия Недышилова — редкий случай, когда основа прозвища читается почти буквально. В её центре древнерусский глагол «дышати» (дышать) с отрицательной частицей «не». «Недышила» — так в говорах могли назвать человека с тяжёлым дыханием, одышкой, астматика или того, кто, наоборот, затаивался, дышал еле слышно. Второе значение, более прозрачное для крестьянского быта: прозвище давали младенцу, родившемуся слабым, «чуть дышащим», — такая охранительная номинация, чтобы обмануть нечистую силу и уберечь ребёнка.

Фамилия образована по типичной модели: прозвище на -ила (как Губила, Крутила) плюс суффикс принадлежности -ов. В женском роде — Недышилова. Ударение, скорее всего, падает на второй слог: Недышилова. Суффикс -ила в русских прозвищах часто указывал на деятеля, склонного к какому-то действию или состоянию: «недышила» — тот, кто плохо дышит, или «недодышивает».

Географически фамилия тяготеет к северным и центральным областям России. Встречается в архивных записях Вологодской и Костромской губерний, где диалектная лексика хорошо сохраняла подобные глагольные формы. По социальному составу — почти исключительно крестьянская среда, без дворянских корней. В списках «Русского биографического словаря» и в боярских книгах носителей нет.

Редкость фамилии объясняется неблагозвучностью основы: «недышила» звучало как диагноз, и такие прозвища не стремились передавать потомкам. Если бы не обязательная паспортизация XIX века, фамилия могла бы исчезнуть. Сейчас её носителей — единицы, и каждая ветвь — маленькая ономастическая редкость.