Фамилия Пытомець — один из тех редких случаев, когда написание почти полностью совпадает с разговорным произношением, и это даёт ключ к разгадке. В ней нет ни привычного суффикса принадлежности -ов, ни дворянского -ский. Перед нами чистая основа, застывшая в форме именительного падежа. Такие фамилии (на -ець, -ок, -ик) в русской традиции чаще всего указывали на прозвище человека, а не на его отца или место жительства.

Корень «пыт-» сразу отсылает к глаголу «пытать». Однако в древнерусском языке у этого слова был более широкий спектр значений, нежели современное «допрашивать с пристрастием». «Пытати» означало «спрашивать, разузнавать, испытывать, пробовать». Соответственно, Пытомець — это человек, которого так прозвали за его манеру поведения: он мог быть дотошным выспрашивателем, любопытным, тем, кто всё «пытает» (испытывает) на прочность. В говорах слово «пыткий» означало «пытливый, догадливый, сметливый». Прозвище могло быть дано и с иронией — слишком навязчивому расспросчику.

Суффикс -ець (в современном произношении редуцированный до -ец) в прозвищах и фамилиях выполняет роль, схожую с суффиксами -тель или -щик: он называет деятеля. Встречается он в основном в южнорусских, украинских и белорусских землях, где форма на -ець была продуктивной. Поэтому географически фамилию Пытомець логичнее всего искать на западе России, в Брянской, Смоленской областях, а также на востоке Беларуси и в северных районах Украины. Это не дворянская фамилия — скорее всего, она закрепилась за крестьянином или ремесленником, чья любознательность или дотошность запомнилась окружающим.

В отличие от более распространённой фамилии Пытов (где суффикс -ов указывает на сына Пыта), форма Пытомець — это прямое прозвище, которое не перешло в патроним. То есть человека так называли при жизни, и это имя закрепилось за его потомками как наследственное. Споров среди этимологов по этому корню нет: версия с «пытать» — единственная и прозрачная.