Фамилия Пысева — женская форма фамилии Пысев, а та, в свою очередь, образована по простой и распространённой модели: от личного прозвища или имени с помощью патронимического суффикса -ев. Суффикс указывает на принадлежность: Пысев буквально означал «сын Пыса» или «человек из рода Пыса». Основа здесь — Пыс-, и именно она требует разбора, поскольку напрямую не отсылает к очевидному русскому слову.

Самая вероятная версия связывает прозвище Пыс с диалектным глаголом «пысать», который в некоторых говорах (например, в северных и сибирских) означал «быстро бежать, мчаться, нестись». Соответственно, Пысом могли прозвать человека очень быстрого, суетливого или, напротив, того, кто постоянно куда-то спешил. В таком случае фамилия — типичное «характерологическое» прозвище, каких много в русской ономастике (Бегунов, Скороходов, Летунов). Менее убедительна, но допустима связь с «пыс» как вариантом слова «пыж» (набивка ружейного патрона) или с тюркскими корнями, где «пыс» могло значить «горячий, жаркий», — но для этого нет надёжных параллелей в русских говорах.

С точки зрения географии фамилия Пысев (и Пысева) встречается нечасто, но имеет заметный след в Западной Сибири, особенно в Томской и Новосибирской областях, а также в некоторых районах Урала. Это указывает на возможное происхождение из среды старожильческого русского населения Сибири, где диалектная лексика сохранялась особенно долго. В центральных областях России фамилия почти не фиксируется, что косвенно подтверждает её региональный, диалектный характер.

По сословной принадлежности Пысевы, скорее всего, были крестьянами или, реже, мещанами. Фамилия не относится к «дворянским» по происхождению, не встречается в родословных книгах знати. Её носители — обычные люди, получившие фамилию по прозвищу предка, которое, вероятно, было дано за живость и подвижность. В современном русском языке слово «пысать» вышло из употребления, и фамилия сохранила память о забытом говоре.