Фамилия Ольшева — женская форма фамилии Ольшев, и её происхождение напрямую связано с польско-белорусским и украинским влиянием. В основе лежит топоним или прозвище, образованное от слова «ольха» — дерево, распространённое в сырых низинах. В польском языке «olsza» (ольха) дало название множеству сёл и урочищ: Ольшево, Ольша, Ольшанка. Жителей таких мест называли «ольшевскими» или «ольшевцами», а со временем прозвище сократилось до фамилии Ольшев. Суффикс -ев- указывает на принадлежность: буквально «сын того, кто из Ольшева» или «ольховый».

Модель образования типична для фамилий шляхетского и крестьянского сословий Речи Посполитой, где топонимические фамилии на -ский/-цкий были престижны, но их усечённые формы (без -ск-) встречались у менее знатных родов. Ольшевы могли быть потомками крестьян, переселившихся из деревни с таким названием, или же людей, получивших прозвище по месту жительства — у ольховой рощи.

Интересно, что фамилия Ольшева (и Ольшев) нередко фиксируется в западных регионах России, особенно в Смоленской, Брянской и Псковской областях, а также в Беларуси. В этих краях ольха — характерный элемент ландшафта, и названия поселений с корнем «ольх-» встречаются часто. Вариант написания с «ё» (Ольшёва) возможен, но редок и обычно является результатом диалектного произношения.

В отличие от фамилий, образованных от личных имён (например, Иванов), Ольшева почти наверняка не связана с крестильным именем. Её корень — чисто географический или прозвищный, что роднит её с такими фамилиями, как Ольхов, Ольшанский, Ольшанец. В словаре Б. Унбегауна подобные модели отнесены к группе «топонимических» фамилий, характерных для польско-литовского пограничья.