Фамилия Толстышев образована от прозвища Толстыш, которое сохранило старинную форму русских прилагательных с ударением не на основе (как в слове «толстый»), а на окончании. При этом оно не считалось уничижительным, т.к. полнота испокон веков была признаком здоровья, достатка и силы. Таким образом, потомок человека, обладающего прозвищем Толстыш, со временем получил фамилию Толстышев.