Фамилия Пахтышев образована от личного имени или прозвища Пахтыш, которое встречалось у марийцев. Точное значение этого имени не сохранилось, но исследователи предлагают несколько версий его происхождения, и каждая по-своему интересна.

Наиболее вероятная версия связывает имя с марийским словом «пахта», которое переводится как «крепкая медовуха». В этом случае Пахтыш — прозвище человека, который варил хмельной напиток или любил его. Слово «пахта» встречается и в финно-угорских языках со значением «утес на берегу моря, скала, выдающаяся в море». Тогда прозвище могло закрепиться за тем, кто жил в селении у обрыва или на возвышенности.

В оренбургских говорах пахтой называли персидский хлопок, который шёл на пошив халатов. Если основатель рода был портным или торговцем этим товаром, прозвище Пахтыш носило «профессиональный» характер. Наконец, пахта — это жидкость, которая остаётся после сбивания масла из сливок. Соответственно, Пахтышем могли прозвать маслодела.

Суффикс -ев в фамилии указывает на принадлежность: Пахтышев значит «сын Пахтыша». Модель образования типична для русских фамилий, которые фиксировали имя отца в форме притяжательного прилагательного. Судя по географии, фамилия распространена в Поволжье и на Урале, что согласуется с марийскими корнями имени-основы.

Какая из версий правдоподобнее? Скорее всего, первая, от марийского «пахта» в значении «медовуха», поскольку имя Пахтыш встречается именно в марийской среде, а не в русских говорах. Остальные значения слова «пахта» — региональные или заимствованные, и они вряд ли легли в основу личного имени. Однако полностью исключать их нельзя: прозвища часто возникали случайно, по созвучию или внешнему сходству.

Точных сведений о времени возникновения фамилии нет, но её форма говорит о том, что она оформилась не позднее XVII–XVIII веков, когда у нерусских народов Поволжья начали массово появляться фамилии по отцу.