Фамилия Николышина образована от мужского имени Николыш — просторечной, уменьшительной формы канонического имени Николай. Само имя Николай пришло на Русь из греческого языка: Nikolaos складывается из nika («побеждать») и laos («народ»), так что в буквальном смысле это «победитель народов». Но в народной среде имя давно утратило книжную торжественность и дало множество обиходных вариантов: Никола, Никула, Никодим, а также Николыш. Эта форма встречалась преимущественно у южных славян, откуда перекочевала и в русские говоры.

Разбирая словообразовательную модель, видим типичный для русских фамилий суффикс принадлежности -ин, который присоединялся к основе, оканчивающейся на согласный. Фамилия Николышин (и её женская форма Николышина) буквально означала «сын Николыша», то есть потомок человека, которого в обиходе звали Николышем. Такая модель — от уменьшительного имени через притяжательное прилагательное — одна из самых распространённых в русской ономастике.

Но у фамилии есть и вторая, прозвищная версия происхождения, которую нельзя сбрасывать со счетов. В народном календаре существовал праздник Никольщина — день святителя Николая, который отмечали дважды в году: зимой, 19 декабря, и весной, 22 мая. На Никольщину повсеместно гуляли, варили пиво, принимали гостей. Отсюда пошёл глагол «николить» — пировать, пьянствовать, гулять несколько дней подряд. Человека, который любил такие застолья либо родился в Никольщину, тоже могли прозвать Николышем. В этом случае фамилия отражает не имя, а характер или обстоятельства появления на свет.

Какая версия правдоподобнее? Скорее всего, имя. Прямая связь с каноническим Николаем очевидна, а уменьшительная форма Николыш зафиксирована в южнославянской традиции и органично вписалась в русскую систему имён. Прозвищная версия работает как дополнительная, но для большинства носителей фамилии исходной точкой было именно крестильное имя предка.

Примечательно, что фамилия сохранила архаичную форму. В современном русском языке уменьшительные от Николая чаще звучат как Коля, Колька, Николаша. Форма Николыш — более старая, она отсылает к тому пласту народной антропонимии, когда имя ещё не ужалось до короткого «Коля», а бытовало в развёрнутых, ласкательных вариантах. Поэтому фамилия Николышина — это не просто указание на предка по имени Николай, а след той эпохи, когда русские имена жили в полном, неусечённом виде.