Фамилия Волнышев — редкий пример, где прозвище могло родиться из глагольной формы, а не из имени или профессии. Основа «волн-» сразу вызывает ассоциацию с волной, но прямой связи с морем или рекой у фамилии, скорее всего, нет. В русских говорах слово «волна» имело и переносное значение — «стадо, гурт, отара» (особенно в южных и западных диалектах). «Волныш» — так могли прозвать пастуха, который водил овец или коров, либо самого человека, который, подобно волне, гнал перед собой скот. Эта версия выглядит убедительнее, чем попытка связать фамилию с водной стихией: в ономастике прозвища, образованные от названий животных или явлений, часто имели бытовую, а не поэтическую подоплёку.

Суффикс «-ышев» — вариант более распространённого «-ев», но с характерным чередованием. В исходной форме «Волныш» (от «волна» в значении «гурт») суффикс «-ыш» указывал на принадлежность или характерный признак: «Волныш» — тот, кто при волне, то есть при стаде. Притяжательный суффикс «-ев» превратил прозвище в фамилию: «Волнышев» буквально означал «сын Волныша» или «из рода Волныша». По словообразовательной модели фамилия близка к таким, как Гладышев (от «гладыш» — полный человек) или Малышев, где основа тоже оканчивается на «-ыш».

Географически фамилия встречается спорадически, без явного гнезда. Встречается в центральных областях России и на юге, что косвенно подтверждает диалектную версию: слово «волна» в значении «стадо» бытовало в рязанских, тамбовских и воронежских говорах. Дворянских родов с этой фамилией в исторических документах не зафиксировано — скорее всего, Волнышевы были крестьянами или однодворцами. В XIX веке фамилия могла писаться через «а» — «Валнышев», что отражало акающее произношение, но единого стандарта не было.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Волнов, Волнобой — показывает, что Волнышев стоит особняком. Если «Волнов» очевидно связан с морем, а «Волнобой» — искусственная семинарская фамилия (от «волна» и «бить»), то Волнышев держится на диалектной основе, которая почти исчезла из живого языка. В переписях XVIII–XIX веков носители этой фамилии могли числиться просто как Волнышовы — с ударным «о» в окончании, что также нормально для русской ономастики того времени.

Есть и более спорная версия, которую приводят редко: основа могла восходить к древнерусскому имени Волна (как вариант от Володимир или Волимир), где «волн-» — сокращённая форма от «волод-» (владеть). Но для этого нет надёжных источников, и в антропонимиконе Древней Руси такое имя не засвидетельствовано. Поэтому версия с пастухом и стадом остаётся основной и наиболее логичной.