Фамилия Тысев — редкая и неочевидная с точки зрения происхождения. Чтобы понять её корень, нужно отбросить привычное ожидание «ов»-суффикса, образующего фамилии от полных имён (Иван — Иванов). Здесь основа «Тыс-» не похожа ни на распространённое славянское имя, ни на очевидное занятие. Самое вероятное объяснение — связь с названием дерева: тис (хвойное дерево с ценной древесиной). В диалектах и старом написании встречается форма «тыс» (с твёрдым «ы»), от которой и пошло прозвище Тыс — «человек, похожий на тис» (крепкий, живучий) либо «мастер, работающий с тисом». Фамилия Тысев тогда означает «сын Тыса», «из рода Тыса».

Менее вероятная, но допустимая версия — от названия рыбы тыся (в некоторых говорах — мелкая плотва или уклейка). Прозвище Тысь могли дать рыбаку или человеку с быстрыми, «рыбьими» движениями. В этом случае фамилия Тысев — патроним (по отцу) от прозвища Тысь.

Третья гипотеза — вариант фамилии Тысов, где конечный «-ев» мог возникнуть из-за аканья или особенностей письма (например, в документах XIX века писали «Тысев» вместо «Тысов»). Но это лишь предположение, без твёрдых доказательств.

Географически фамилия встречается точечно, преимущественно в центральных и северных областях России (Вологодская, Костромская, Ярославская), где тис не рос, но могло быть развито рыболовство. Это склоняет к версии с рыбой или просто к прозвищному происхождению без привязки к дереву.

В словарях Б. Унбегауна и В. Никонова фамилия Тысев не упоминается, что подтверждает её редкость. Нет и известных исторических носителей, закреплённых в энциклопедиях. Поэтому основная версия — прозвище, данное по внешности или занятию, превратившееся в фамилию при переписях населения в XVIII–XIX веках.