Фамилия Пятшева — женская форма фамилии Пятшев, которая образована от прозвища или имени Пятша. Основа здесь — числительное «пять» с уменьшительным суффиксом -ш-. В древнерусской антропонимии такие формы встречались нечасто, но были: Пятша могло быть домашним именем пятого ребёнка в семье (по аналогии с Первуша, Вторуша, Третьяк, Четвертак). Суффикс -ш- придавал имени ласкательный или бытовой оттенок, характерный для неофициальных прозвищ в крестьянской и посадской среде XV–XVII веков.

Модель образования типична для северных и центральных регионов России: Пятша → Пятшев (чей сын? — Пятшев) → Пятшева. Фамилия относительно редкая, не входит в списки самых распространённых, но встречается в архивных записях по Вологодской, Костромской и Ярославской губерниям. География указывает на возможное происхождение из зоны, где сохранялись старые нецерковные имена с числовой основой — обычай называть детей по порядку рождения был особенно живуч на Русском Севере.

Есть и альтернативная версия: Пятша могло быть прозвищем человека, связанного с мерой веса или счёта (например, сборщик податей, торгующий «пятками» чего-либо). Но она менее правдоподобна — суффикс -ш- в прозвищах редко присоединялся к нарицательным существительным в значении «пять»; обычно он служил именно для личных имён. В ономастических работах Б. Унбегауна и В. Никонова числовые модели с суффиксом -ш- отмечены как один из способов образования фамилий от внутрисемейных имён.

Написание фамилии устойчивое: Пятшева (с буквой «я» после «п»), в отличие от возможного варианта Пятьшева, который не зафиксирован в дореволюционных переписях. Ударение, скорее всего, падает на первый слог: Пя́тшева, хотя в бытовой речи допускаются колебания.