Фамилия Темнышев образована от прозвища Темныш, и это едва ли не самый интересный момент в её истории. Суффикс -ыш в русских прозвищах встречается нечасто и почти всегда несёт оттенок ласкательности или, наоборот, ироничного уменьшения. Сравните: Голыш, Крепыш, Малыш. Темныш — тот, кого выделили по признаку темноты. Вопрос в том, что именно имели в виду: цвет волос и кожи, характер или что-то иное.

Прилагательное «темный» в старину имело широкий спектр значений. Это и «смуглый», «черноволосый», и «мрачный, нелюдимый», и «неграмотный, невежественный». Прозвище Темныш могло указывать на внешность предка — тёмные волосы, глаза, смуглую кожу. Такая версия самая простая и правдоподобная: внешние признаки бросались в глаза и легко закреплялись за человеком в качестве именования. Альтернативный смысл — поведенческий: так могли назвать осторожного, замкнутого человека, который держался в тени.

Отдельного внимания заслуживает «охранительная» функция прозвища. У славян существовал обычай давать детям имена-обереги с негативным значением, чтобы отвести злые силы. Считалось, что ребёнок с именем Темныш не привлечёт внимания нечисти, а вырастет красивым и счастливым. В этом случае прозвище не отражало реальных качеств человека, а было сознательным пожеланием родителей. Эта версия объясняет, почему прозвище с нелестным значением могло закрепиться за родом без обидного подтекста.

Фамилия Темнышев построена по стандартной патронимической модели: к основе Темныш добавили притяжательный суффикс -ев, указывающий на принадлежность потомку. То есть изначально Темнышев — «сын Темныша». Такая модель образования фамилий была массовой в XVI–XVII веках, когда прозвища окончательно превращались в наследственные родовые именования. При этом суффикс -ев, а не -ов, указывает на мягкую основу: Темныш, Темнышев.

Встречаются и однокоренные фамилии — Темнов, Темников, Темняков. Они образованы от тех же основ, но разными суффиксами, что говорит о независимом возникновении в разных регионах. Фамилия Темнышев, с её редким суффиксом -ыш, скорее всего, возникла в одном конкретном месте и оттуда распространилась, но точную географию можно установить только по архивным документам и переписным книгам.

Говорить о точном времени и месте происхождения фамилии без серьёзных генеалогических исследований нельзя. Формирование каждой конкретной фамилии могло быть длительным и не всегда имело привязку только к одной местности. Однако словообразовательная модель и семантика прозвища дают нам достаточно материала, чтобы уверенно говорить о её славянских корнях и бытовом, нецерковном происхождении.