Фамилия Пятышев образована от личного прозвища Пятыш и относится к распространенному типу русских фамилий. В основе прозвища лежит прилагательное «пятый», поэтому чаще всего так называли пятого по счету ребенка в семье. Однако у этого прозвища есть и вторая, менее очевидная версия происхождения — от глагола «пятить», то есть «выставлять, выпячивать» грудь или живот. В таком случае Пятышом могли прозвать человека с характерной осанкой или манерой держаться. Обе версии имеют право на существование, но первая, связанная с порядковым номером ребенка, выглядит правдоподобнее: числовые прозвища в крестьянской среде встречались часто, а вот глагольная основа «пятить» в прозвищах — редкость.

Сама фамилия Пятышев построена по классической модели: к основе Пятыш добавили притяжательный суффикс -ев, который указывал на принадлежность роду. Потомок человека по прозвищу Пятыш со временем стал Пятышевым. Такая схема образования фамилий была типична для XVI–XVII веков, когда у русских крестьян и посадских людей закреплялись семейные прозвания.

Известным представителем фамилии является 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 — редкое и узкоспециализированное направление, которое выделяет его среди многих советских инженеров.

О точном месте и времени возникновения фамилии Пятышев говорить сложно: процесс формирования русских фамилий был длительным и неравномерным. В переписных книгах и писцовых документах фамилия могла писаться по-разному — Пятышев, Пятышов, — пока не закрепилась в современном виде. Тем не менее, фамилия Пятышев представляет собой памятник славянской письменности и культуры, сохранивший память о прозвище, которое когда-то дали предку.