Фамилия Пыхтырева — женская форма фамилии Пыхтырев. В её основе лежит прозвище или нецерковное имя Пыхтырь. Разберём, что это слово могло означать и откуда оно взялось.

Самая очевидная версия связывает корень «пыхт-» с глаголом «пыхтеть» — тяжело дышать, сопеть, издавать прерывистые звуки. В русских говорах «пыхтуном» или «пыхтырем» могли назвать человека грузного, с одышкой, либо того, кто много и натужно работает. Прозвища по физическим особенностям или манере поведения — один из древнейших пластов русских фамилий. В этом случае Пыхтырь — человек, которого окружающие постоянно слышали: он пыхтит, кряхтит, вздыхает.

Вторая версия, менее распространённая, но не лишённая оснований: «пыхтырь» — диалектное название растения. В некоторых регионах так называли борщевик или дудник — высокие травы с толстым полым стеблем. Прозвище могли дать высокому, худощавому человеку — «длинный, как пыхтырь». Либо тому, кто жил возле зарослей этого растения или торговал им.

Модель образования фамилии проста: суффикс -ев указывает на принадлежность («чей?»). Пыхтырев — сын Пыхтыря. Это типичная патронимическая модель для северных и центральных областей России. Фамилия не относится к дворянским или священническим — скорее всего, её носили крестьяне или посадские люди. Форма Пыхтырева, с ударением на втором слоге (Пыхты́рева), встречается в Пермском крае, на Урале и в Вологодской области.

Сравните с однокоренными фамилиями: Пыхтин, Пыхалов, Пыхтеев. У них общий корень «пых-», но разные суффиксы и оттенки значений. Пыхтырева стоит особняком из-за редкого суффикса -ырь, который в русской антропонимии встречается нечасто (ср. Козырь, Пузырь). Это делает фамилию узнаваемой и не даёт спутать её с более массовыми вариантами.