Фамилия Толышев образована от прозвища или нецерковного имени Толыш. В русских говорах слово «толыш» имело два основных значения. На севере и в центральных областях так называли неуклюжего, неповоротливого человека — толстяка или увальня. В южных и западных регионах, особенно на границе с Белоруссией, «толышем» могли назвать ленивого, медлительного работника. В обоих случаях прозвище давали по внешности или характеру, и оно перешло в фамилию через типичный суффикс принадлежности -ев.

Словообразовательная модель проста: основа Толыш + патронимический суффикс -ев. В русской ономастике этот суффикс присоединялся к основам, оканчивающимся на шипящий или мягкий согласный, что и произошло с «Толыш». Фамилия фиксируется в документах XVII–XVIII веков в северных уездах — например, в переписных книгах Вологодчины встречаются крестьяне Толышевы. Это указывает на то, что фамилия формировалась в среде черносошного крестьянства, а не дворянства или духовенства.

Редкость фамилии объясняется тем, что слово «толыш» было диалектным и не вошло в литературный язык. К XX веку оно почти вышло из обихода, поэтому фамилия сохранилась в основном в местах первоначального бытования — в Вологодской, Архангельской и Кировской областях. Встречаются варианты написания с «и» — Толишев, но это уже результат позднейшей орфографической путаницы.

В отличие от более распространённых фамилий на -ов/-ев, образованных от церковных имён (Иванов, Петров), Толышев — «прозвищная» фамилия, отражающая не столько родство, сколько характер или внешность первого носителя. Если ваш предок носил эту фамилию, он, скорее всего, происходил из крестьян Русского Севера, а само прозвище могло быть дано либо в насмешку над тучностью, либо за нерасторопность.