Фамилия Пустишева — женская форма фамилии Пустишев, и её разбор стоит начать с неочевидного на первый взгляд корня. Вопреки возможной ассоциации с глаголом «пустить», основа здесь, скорее всего, связана с диалектным словом «пустыш» или «пустиш». В старых говорах так называли пустое, незастроенное место, пустырь, а также человека, который живет на отшибе или занимается бесполезным делом. Таким образом, прозвище Пустыш или Пустиш давали либо тому, кто поселился на пустоши, либо иронично — человеку, который «пустое мелет» или живёт бедно.

Суффикс -ев в фамилии Пустишев указывает на притяжательную модель: «чей?» — Пустишев, то есть сын или потомок Пустиша. Окончание -а в женской форме — стандартное русское согласование. Важно, что в корне происходит чередование: основа «пустиш» даёт «пустишев», где «ш» переходит в «ш» перед суффиксом — это типично для фамилий, образованных от форм с суффиксом -иш-.

Географически фамилия редкая, и её следы ведут в основном в северные и центральные области России — в Архангельскую, Вологодскую, Костромскую губернии. В этих краях слово «пустыш» фиксируется в местных говорах, а фамилии на -ев с таким корнем встречаются у крестьян и мещан. В списках дворянства Пустишевы не значатся — это однозначно фамилия из простонародной среды, скорее всего, закрепившаяся за одной-двумя семьями в конкретной волости.

Сравнение с однокоренными фамилиями, такими как Пустышев или Пустилов, показывает, что Пустишев — более архаичная форма. В Пустышеве корень «пустыш» (пустой), а в Пустилове — глагол «пустить» с другим значением (отпустить, разрешить). Пустишев стоит особняком: чередование «и» вместо «ы» в корне может быть результатом акающего произношения или местного диалектного сдвига, что делает фамилию ценной для историков языка как пример региональной фонетики.

Написание фамилии устойчиво: через «и» после «п» и с суффиксом -ев. Вариант Пустышев встречается, но реже и, вероятно, является более поздним упрощением под влиянием литературной нормы. Носителей фамилии сегодня немного, и сосредоточены они преимущественно в России, без известных публичных фигур — это рядовая, но лингвистически любопытная фамилия, сохранившая память о забытом прозвище.