Фамилия Тысяк — редкий пример, где числительное стало прозвищем, а затем и фамилией. В её основе лежит слово «тысяча», но прямой связи с количеством чего-либо почти наверняка нет. Скорее всего, Тысяком в старину называли человека, занимавшего важную должность: «тысяцкого». На Руси тысяцкий — это военный предводитель ополчения («тысячи»), городской судья или выборный глава, который руководил делами посадских людей. Прозвище могли дать и по характеру — за властность, умение управлять, за то, что человек «держит в руках тысячу дел». Второй, менее вероятный вариант: так могли окрестить богатого крестьянина или купца, в чьём хозяйстве «тысяча» чего-то — скота, рублей, десятин земли.

Словообразовательная модель проста: основа «тысяк-» (от «тысяча» с усечением конечного гласного) и суффикс -ак/-як, который в русских фамилиях встречается нечасто. Этот суффикс обычно придаёт оттенок лица по характерному признаку или действию (ср. «простак», «сибиряк»). В случае Тысяк суффикс работает как средство превращения числительного в прозвище. Фамилия не получила типичных патронимических окончаний -ов/-ев, -ин, что указывает на её украинское или западнорусское происхождение: в Белоруссии и на Украине фамилии на -ак/-як распространены шире, чем в Московской Руси. В русском ареале она могла закрепиться в форме Тысяков или Тысячкин, но Тысяк сохранила исходный прозвищный вид.

Географически фамилия встречается в основном на западе России, в Брянской, Смоленской областях, а также в Белоруссии. Это подтверждает её связь с полесским или литовско-русским диалектным миром, где слово «тысяча» звучало как «тысяк» (с твёрдым «к»). В письменных источниках фамилия редка: в переписных книгах XVII века она почти не фиксируется, что говорит о её позднем оформлении — возможно, в XVIII–XIX веках у крестьян и мещан. Известных носителей с этой фамилией, оставивших след в истории, нет, что типично для прозвищных фамилий, не попавших в дворянские родословные книги.