Фамилия Пелишек — редкая, с нетипичным для русского языка окончанием. В ней сразу угадывается западнославянский или, точнее, польский след. Если бы фамилия была русской по происхождению, она, скорее всего, звучала бы как Пелишев или Пелишин. Суффикс -ек в данном случае — это не уменьшительно-ласкательная форма, а типичный для польского языка способ образования фамилий от прозвищ или имён.

В основе лежит корень «пелиш-». Самая вероятная версия — связь с польским словом «pielesz» (произносится «пелеш»), которое означает «гнездо», «логово», «берлога» или «убежище». В переносном смысле так могли назвать домоседа, человека, который редко покидает свой дом, или, наоборот, того, кто умел находить укромные места. Прозвище Пелиш или Пелишек могли дать охотнику, знающему звериные тропы, либо отшельнику, живущему в глуши.

Менее распространённая версия отталкивается от чешского слова «pelyněk» — полынь. В этом случае фамилия могла указывать на горький, неуживчивый характер предка («горький, как полынь») или на место, где росла эта трава. Однако фонетически «Пелишек» ближе именно к «pielesz»: переход «е» в «и» в польском языке — явление обычное.

Социально фамилия не несёт следов дворянского происхождения. Скорее всего, Пелишеки — это потомки крестьян или мещан из юго-восточных регионов бывшей Речи Посполитой: современные западные области Украины, Беларуси или восточная Польша. В России фамилия встречается единично, и её носители, вероятно, потомки переселенцев конца XIX — начала XX века. В написании возможны колебания: Пелишек, Пелешек или Пелишак, но форма с «и» и суффиксом -ек — наиболее устойчивая.