Фамилия Палишева — женская форма, а её мужской вариант Палишев образован по самой распространённой в русском языке модели: от основы на шипящий или ц + суффикс -ев. Ударение, скорее всего, падает на второй слог: ПалИшев. Основа фамилии — прозвище или неканоническое имя Палиш.

Самая вероятная версия происхождения этого имени — от глагола «палить» в одном из его значений. В северных и сибирских говорах «палить» означало «жечь, обжигать», а «палишом» могли назвать человека, который занимался выжиганием угля, обжигом кирпича или известняка. Такое ремесло было распространено в лесных районах, где стояли углежогные кучи. Менее вероятно, но тоже возможно, что прозвище Палиш дали человеку с рыжими волосами — «паленому» (с оттенком цвета, похожим на обожжённый). В некоторых диалектах «палить» означало «быстро бежать», так что прозвище могло закрепиться за торопыгой или гонцом.

Вторая версия, более редкая, но имеющая право на существование, — связь с западноевропейским именем Павел или его уменьшительной формой Палиш. В украинском и белорусском языках встречаются фамилии Палешко, Палюшкевич, где корень тот же. В этом случае Палишев — вариант, возникший под влиянием русской словообразовательной нормы. Однако против этой версии говорит то, что суффикс -иш в русских фамилиях от имён встречается редко (обычно -ич, -ин, -ов).

Суффикс -ев указывает на принадлежность: Палишев — сын Палиша. Фамилия могла возникнуть в среде крестьян или посадских людей, где прозвища были особенно живучи. Географически фамилия Палишев (и Палишева) фиксируется в основном в центральных и северных областях России, а также в Поволжье, что косвенно подтверждает связь с ремеслом: там активно развивалось углежжение и кирпичное производство.

В словарях русских фамилий (например, у Б. Унбегауна) эта фамилия не упоминается как распространённая, что делает её типичным примером локального прозвища, не получившего широкого распространения за пределами одного уезда или волости.