Фамилия Толышева — женская форма фамилии Толышев. В её основе лежит прозвище или неканоническое имя Толыш, которое в русских говорах имело несколько значений. Наиболее вероятное объяснение связано с диалектным словом «толыж» или «толыш» — так в некоторых областях называли толстый, неуклюжий предмет или человека. В пермских и вятских говорах «толышем» могли прозвать плотного, коренастого мужчину, а в ряде южнорусских диалектов — медлительного или ленивого. Таким образом, фамилия образована от прозвища по внешности или характеру.

Модель образования простая: к основе Толыш- добавился патронимический суффикс -ев, указывающий на принадлежность («чей?» — сын Толыша). Такая схема типична для русских фамилий, сложившихся в XVI–XVII веках в среде крестьян и посадских людей. Суффикс -ев, а не -ов, говорит о том, что исходное слово оканчивалось на мягкий согласный или шипящий — в данном случае на -ш.

У фамилии есть географическая привязка. По данным переписей и метрических книг, Толышевы встречаются преимущественно в северных и северо-восточных регионах России: в Вятской, Пермской, Костромской губерниях. Это косвенно подтверждает диалектное происхождение прозвища — именно в этих краях слово «толыш» бытовало в речи.

Менее вероятная, но не исключённая версия связывает основу с тюркскими языками, где «толыш» может означать «сытый», «насыщенный». Однако для фамилий русского крестьянства, не имевших прямых контактов с тюркским населением, такое объяснение выглядит натянутым. Скорее всего, перед нами чисто славянское прозвище, закрепившееся в документах как фамилия.

Встречается также вариант написания с буквой «ы» в корне, что фиксирует старое произношение: в северных говорах гласный после твёрдого согласного звучал именно как «ы», а не «и». Поэтому фамилия Толышев — не искажение, а диалектная норма, сохранённая в письменных источниках.