Фамилия Перемыслова образована от мужской формы Перемыслов, а та, в свою очередь, — от прозвища или нецерковного имени Перемысл. Это редкий для русских фамилий случай, когда в основе лежит глагол с приставкой пере- и корнем -мысл- (от «мыслить»). Буквально — «передумавший», «переменивший решение», «тот, кто переосмыслил». Скорее всего, так в старину могли прозвать человека непостоянного, склонного менять мнение, либо, наоборот, того, кто славился неожиданными, нешаблонными решениями — «перемыслом» в народной речи называли хитрый умысел или неожиданный поворот мысли.

Суффикс -ов указывает на типичную русскую модель образования от прозвища или имени: Перемысл → сын Перемысла → Перемысловы. Фамилия недворянская, «простая» по происхождению — такие чаще всего встречались среди крестьян, посадских людей или мелких служилых. В боярских родословных или в старых разрядных книгах Перемысловы почти не фиксируются, что косвенно подтверждает народный, бытовой корень.

Географически фамилия тяготеет к северным и центральным регионам России. Она встречается в старых переписях Вологодской, Костромской и Вятской губерний, где была распространена модель прозвищ, образованных от глаголов с приставкой пере- (Пересветов, Передерин, Пережогин). На юге и западе России Перемысловы почти не встречаются — это маркер севернорусского или среднерусского ареала.

Интересная деталь: фамилия Перемыслов могла возникнуть и как искусственная, семинарская. В духовных училищах иногда давали фамилии по внутренним качествам или по «говорящим» корням: Перемыслов — «тот, кто переосмыслил веру» или «обратившийся к размышлениям». Но для семинарских фамилий типичнее суффикс -ский (Перемысловский), так что версия с бытовым прозвищем выглядит убедительнее.

Сегодня носителей фамилии Перемыслова немного, она редкая, но не исчезающая. По данным открытых телефонных справочников, основная масса живёт в Москве, Подмосковье и в Кировской области, что совпадает с историческим ареалом.