Фамилия Семышов — редкий пример, где стандартная патронимическая модель (сын такого-то) наслаивается на нестандартную основу. Если бы фамилия звучала как Семёнов или Сёмин, вопросов бы не возникло: перед нами потомок человека по имени Семён. Но Семышов — это другая ветвь того же корня.

В основе фамилии лежит прозвищная или уменьшительная форма от имени Семён. В русских говорах, особенно северных и владимирских, было употребительно имя Семыш — ласкательный вариант, образованный по той же модели, что и Пётр — Петруш, Павел — Павлуш. Суффикс -ыш в данном случае не нёс пренебрежительного оттенка, а скорее указывал на молодость или малый рост: Семыш — это «маленький Семён» или «Семён-ребёнок». Со временем прозвище закрепилось за человеком, и его дети стали Семышовыми.

Словообразовательный разбор прост: корень Сем- (от древнееврейского Шимон, «услышанный Богом»), суффикс -ыш (уменьшительный), и стандартный фамильный суффикс -ов, указывающий на принадлежность. Таким образом, Семышов буквально означает «сын Семыша».

Географически фамилия привязана к центральным и северным областям России. В переписных книгах XVI–XVII веков встречаются крестьяне и посадские люди с именем Семышко (уменьшительное с суффиксом -к-), что подтверждает бытование этой формы в живой речи. Семышов — более редкий вариант, чем, например, Семыкин (от Семыка) или Семушкин, но все они восходят к одному гнезду.

Версия о происхождении от прозвища Семыш, данного за «семящий», то есть сеющий или рассыпчатый характер, маловероятна: такие прозвища образовывались от глагольных корней (Сеялко, Сеятель), а не от имени собственного. Основная и единственно убедительная гипотеза — патроним от канонического имени Семён через его народную форму Семыш. Социальный слой носителей, судя по архивам, — преимущественно крестьянство и мещанство, без дворянских ответвлений.