Фамилия Тамышев — редкая, и её происхождение не лежит на поверхности. В отличие от фамилий на -ов, образованных от крестильных имён (Иванов, Петров), здесь основа уводит нас либо в тюркские языки, либо в дохристианские прозвища.

Первая и самая вероятная версия — от тюркского имени или прозвища Тамыш. В татарском, башкирском и казахском языках корень «там» может означать «капля», «влага», а также «крепость», «стена». Глагол «тамыш» в некоторых диалектах передаёт значение «капающий» или «просачивающийся». Прозвище Тамыш могли дать человеку медлительному, «вязкому», или, наоборот, тому, кто был стоек и непробиваем, как стена. В ономастике встречаются параллели: фамилия Тамышев может быть патронимом (чьим сыном был Тамыш) от татарского имени Тамыш, которое фиксируется в метрических книгах Поволжья и Приуралья.

Вторая версия, менее распространённая, связывает фамилию с русским диалектным словом «тамыш» — так в некоторых говорах называли болотистое, топкое место, мочажину. Человек, живший у такого места, мог получить прозвище Тамыш, а его потомки — фамилию Тамышевы. Эта версия объясняет редкий суффикс -ыш, который в русских фамилиях встречается нечасто (сравните: Голыш, Ковышев), но указывает на признак по месту обитания.

Суффикс -ев, а не -ов, указывает на то, что основа заканчивалась на мягкий согласный или шипящий (Тамыш + ев). Это типично для фамилий, возникших в среде, где русский язык смешивался с тюркским, — например, в среде служилых татар или крещёных народов Поволжья. Географически Тамышевы чаще всего встречаются в Оренбургской, Челябинской областях и в Башкортостане, что подтверждает тюркскую версию.

Социальный контекст: носители фамилии Тамышев в XIX веке — это в основном государственные крестьяне, казаки или мещане. Среди дворянства фамилия не зафиксирована. Это говорит о том, что предки были людьми свободными, но не знатными, вероятно, выходцами из тюркской или смешанной среды, принявшими православие. Встречается также вариант написания «Тамышов» — с твёрдым суффиксом, но он менее точен этимологически, так как исходное прозвище оканчивалось на -ш.