Фамилия Цехмистрый — одна из тех, что сразу выдают ремесленные корни своего носителя. В её основе лежит не личное имя, не географическое название, а прозвище, связанное с профессиональной деятельностью. Разбираем её по составу: корень «цех» и вторая часть «мистрый». Последнее слово — это диалектный вариант прилагательного «мастерый», то есть «искусный, умелый, мастеровитый». В южнорусских и украинских говорах «мистрый» означало ловкого, знающего своё дело человека. Таким образом, Цехмистрый — это «цеховой мастер», то есть ремесленник высокого класса, который работал в цеху и имел право обучать учеников, а возможно, и возглавлял цеховое объединение.

Словообразовательная модель здесь нестандартная для русских фамилий. Обычно прозвища на -ый (типа Толстый, Мудрый) переходили в фамилию без изменений, но здесь мы видим сращение двух основ: «цех» и «мистрый». Это характерно скорее для украинской ономастики, где такие «сложные» прозвища встречаются чаще. Фамилия могла закрепиться на территориях современной Украины, Беларуси, а также в южных областях России, где было сильно влияние западнорусских говоров. Встречается она и в польском языковом ареале, где слово «цех» (cech) и «мистрый» (mistrz — мастер) имели хождение в среде ремесленников.

Интересно, что фамилия не получила типичных суффиксов -ов или -ин, а осталась в форме чистого прозвища. Это указывает на её относительно позднее оформление (XVII–XVIII века) или на то, что носитель был из сословия, где фамилии не склоняли по падежам, — например, из казачества или мещанства. В реестрах запорожских казаков можно встретить похожие прозвища, образованные от ремесленных званий.

В современном русском языке фамилия склоняется как прилагательное: Цехмистрого, Цехмистрому. В украинском — как существительное мужского рода. География фамилии сегодня охватывает в основном восток Украины, Ростовскую и Воронежскую области России, а также встречается в среде потомков переселенцев в Сибири и на Дальнем Востоке. Близкие по смыслу фамилии — Цехновицер, Цехмейстер (от немецкого Zechmeister — цеховой мастер), но Цехмистрый — чисто славянский вариант, без немецкого заимствования в окончании.