Фамилия Талышински — редкий случай в русском ономастиконе. Её основа и суффикс сразу выдают не славянское, а географическое происхождение. Скорее всего, перед нами полонизированная или русифицированная версия фамилии, образованной от этнонима «талыши» — народ, живущий на юго-востоке Азербайджана и северо-западе Ирана (историческая область Талыш). В русском языке такие фамилии обычно оформлялись суффиксом -ский/-цкий, указывающим на принадлежность к местности: Талышинский.

Однако написание через «и» на конце — Талышински — нетипично для русского языка. Такая форма характерна для польской традиции, где прилагательные в фамилиях часто оканчиваются на -ski, и в русской записи могли передавать это окончание без изменений (ср. Дзержински, Ковальски). Таким образом, предок носителя фамилии мог быть либо поляком, жившим на Кавказе или в Закавказье и получившим прозвище «талыш», либо выходцем из аристократических кругов — фамилии на -ский в Польше и Российской империи часто указывали на шляхетское происхождение. В этом случае «Талышински» означало бы «владелец земель в Талыше» или «человек из Талыша».

Встречается и более прозаичная версия: фамилия могла возникнуть в среде русских чиновников или военных, служивших на Кавказе в XIX веке. Человека, имевшего дело с талышами или долго жившего в Талыше, могли прозвать Талышинским, а затем, при переписи или в документах, записать фамилию в польском варианте — Талышински. Такое смешение не редкость в многонациональных регионах империи.

Окончание -и указывает на то, что фамилия стоит в форме множественного числа или родительного падежа, что характерно для польских фамилий типа «Талышински» (как ответ на вопрос «чей?» — Талышинского). В русском быту такая форма могла закрепиться как неизменяемая. Носители фамилии Талышински — это, по всей видимости, потомки людей, чья жизнь была связана с Кавказом, либо поляков, служивших на южных рубежах Российской империи. Точных исторических записей о первых носителях мало, но сама фамилия — яркий маркер межкультурных связей.