Фамилия Омисов — редкая, и её происхождение неочевидно. В отличие от большинства русских фамилий на -ов, которые образованы от полных христианских имён (Иванов, Петров), основа Омис- не встречается в святцах. Самое вероятное объяснение — фамилия происходит от прозвища Омис.

Что могло означать это прозвище? Первая версия ведёт в диалекты. В некоторых русских говорах, особенно на Севере и в Сибири, «омис» или «омег» — это растение, чаще всего болиголов или дудник. Прозвище могли дать человеку, который собирал травы, лечил ими или, напротив, имел язвительный, «едкий» характер — по ассоциации с ядовитостью болиголова. Вторая версия связывает фамилию с гидронимом — рекой Омь, на которой стоит Омск. Жителя по берегам Оми могли прозвать Омис, то есть «живущий на Оми», а его потомки стали Омисовыми. Однако для этой версии характернее суффикс -ин (Омин, Омичев), хотя и -ов возможен как вариант.

Третья, менее популярная гипотеза — это искажённая форма крестильного имени. В разговорной речи имя Онисим (от греческого «полезный») могло сократиться до Омис, а затем обрасти фамильным суффиксом. Сравните: Онисимов и Омисов. Со временем начальное «о» могло закрепиться, а «н» — отпасть.

Фамилия Омисов исторически фиксируется в нескольких регионах, но нигде не образует плотных гнёзд. Встречается в документах XVII века среди служилых людей и крестьян Сибири, что косвенно поддерживает «омскую» или «травяную» версию. Поскольку фамилия редкая, носители, скорее всего, являются потомками одного или нескольких родоначальников, а не множества независимых линий.