Фамилия Валтышева — женская форма, мужской вариант — Валтышев. Это фамилия относительно редкая, и её происхождение не лежит на поверхности, что делает разбор особенно интересным. В отличие от фамилий на -ов/-ев, образованных от названий профессий или крестильных имён, здесь мы имеем дело с прозвищной основой, которая могла иметь несколько корней.

Самый вероятный путь образования — от прозвища Валтыш. Основа «валт-» может восходить к диалектному глаголу «валтышить» — в некоторых говорах это означало «шататься, слоняться без дела» или, наоборот, «делать что-то неуклюже, переваливаясь». Человек, получивший такое прозвище, мог быть медлительным, неповоротливым или, напротив, беспокойным. Суффикс -ыш в русских прозвищах часто придаёт уменьшительно-пренебрежительный оттенок или указывает на носителя действия (ср. «крепыш», «малыш»). Таким образом, Валтыш — это человек, которому свойственно «валтышить».

Существует и вторая, менее очевидная версия, связанная с тюркским влиянием. В татарском и башкирском языках есть слово «валты» (блестящий, сверкающий) или имя Валтыш, которое могло быть производным от арабского «Валид» (новорождённый, дитя). В этом случае фамилия Валтышев могла возникнуть в среде крещёных татар или в районах активного русско-тюркского пограничья (Поволжье, Приуралье). Однако для фамилий на -ев, образованных от тюркских имён, более типичны основы, оканчивающиеся на согласный (например, Ахмет → Ахметов), а форма Валтышев прямо указывает на основу Валтыш, что всё же склоняет чашу весов в пользу славянского прозвища.

С точки зрения географии, фамилия Валтышева не привязана к какому-то одному крупному региону, но встречается рассеянно, что характерно для прозвищных фамилий, возникших в разных местах независимо друг от друга. Сословно носители фамилии, скорее всего, относились к крестьянам или посадским людям — прозвища редко давали дворянам, у которых фамилии чаще образовывались от названий вотчин или полных имён.

Ещё одна деталь, отличающая эту фамилию от многих других: в ней нет «святого» покровителя. В отличие от фамилий, образованных от имён святых (Иванов, Петров), Валтышев стоит в ряду «мирских» прозвищ, которые после отмены крепостного права и массового закрепления фамилий закрепились за потомками. Так что предки человека с этой фамилией, вероятно, получили её не по церковному календарю, а по характерной черте, привычке или внешности своего далёкого предка по мужской линии.