Фамилия Перестрыбова — редкий случай, когда прозвище сохранилось почти без изменений, минуя стадию отчества на -ович или -евич. Её основа — глагол «перестрЫбать» или «перестрЫбнуть», то есть перепрыгнуть, перескочить. В русских говорах, особенно южных и западных, «стрыбать» означало прыгать, скакать. Человек по прозвищу Перестрыба — тот, кто легко перепрыгивал препятствия, возможно, шустрый, верткий, подвижный. В отличие от фамилий, образованных от крестильных имён (Иванов, Петров), эта — чисто прозвищная, и её носитель, скорее всего, был крестьянином или посадским человеком, получившим уличное имя за свою ловкость.

Суффикс -ов указывает на принадлежность: Перестрыбов — сын или потомок Перестрыбы. Женская форма Перестрыбова закрепилась как фамилия через запись в документах, где жена или вдова записывались по мужу. Географически фамилия тяготеет к регионам, где бытовал глагол «стрыбать» — это южнорусские и украинские земли, а также области, граничащие с Белоруссией. В центральных и северных губерниях такой корень нехарактерен.

В ономастике фамилия интересна тем, что её основа — не усечённая форма (вроде Перескоков или Скоков), а полный глагол с приставкой пере-. Это говорит о том, что прозвище было не просто «прыгун», а «тот, кто перепрыгивает через что-то», что добавляет конкретики: возможно, речь шла о преодолении ручьёв, канав или заборов. Сравните с фамилиями Перепёлкин (от перепела) или Переверзев (от переверзти — перевернуть) — все они сохраняют глагольную основу в чистом виде.

Поскольку фамилия редкая, в списках дворянских родов она не встречается — её носители, скорее всего, были из крестьян или однодворцев. В дореволюционных переписях Перестрыбовы могли записываться с искажениями: Перестрыбков, Перестрыбьев, Переструбов. Современное написание с буквой «ы» после «р» — признак устойчивого диалектного произношения, которое не выправили под литературную норму.