Фамилия Пятышев образована от прозвища Пятыш, и в этом названии скрыта не одна, а целых две возможные истории. Самая распространенная версия — порядковая: Пятышом называли пятого по счету ребенка в семье. В крестьянском быту, где детей было много, такие прозвища-числительные встречались часто, и они легко закреплялись за человеком на всю жизнь, а затем переходили к его потомкам.

Однако есть и вторая, менее очевидная версия. Прозвище Пятыш могли дать и от глагола «пятить», то есть «выставлять, выпячивать» — например, грудь или живот. В этом случае прозвище носило бы насмешливый или, наоборот, уважительный оттенок, описывая осанку или манеру держаться. Такая версия объясняет фамилию не через счет, а через внешнюю черту, что тоже типично для русских прозвищ. Слабее выглядит версия, связывающая прозвище с глаголом «пятиться» (отступать) — она не находит поддержки в словообразовательных моделях, поэтому всерьез рассматривать ее не стоит.

Суффикс «-ыш» в основе Пятыш характерен для разговорной речи и часто придает слову уменьшительно-ласкательное или обиходное звучание. Сравните с другими прозвищами того же типа: Малыш, Крепыш, Голыш. Позже к прозвищу Пятыш добавился патронимический суффикс «-ев», который указывает на принадлежность: Пятышев — сын Пятыша. Такой моделью пользовались в основном в северных и центральных русских говорах, где суффикс «-ев» после шипящих и мягких согласных был нормой.

Известным носителем фамилии был Роман Валентинович Пятышев (1910–1992), авиаконструктор. Он занимался разработкой конструкций привязных и свободных аэростатов, оболочек дирижаблей, а также полумягких дирижаблей. Ему принадлежит методика проектирования и расчета на прочность каркасированных пленочных оболочек стратостатов — редкая и узкоспециализированная область, в которой фамилия Пятышев оставила заметный след в истории отечественной авиации.

В целом фамилия Пятышев — пример того, как простое прозвище, данное по счету или по внешности, через несколько поколений превратилось в устойчивое родовое имя. Сегодня она встречается в разных регионах России, но чаще всего — в Поволжье и на Урале, что согласуется с географией распространения прозвищ с суффиксом «-ыш».