Фамилия Волнышевы — редкий случай, когда основа прозвища почти наверняка связана не с природным явлением, а с конкретным, хоть и неочевидным, человеческим качеством или поведением. Первое, что приходит на ум — «волна», но в русских говорах слово «волна» имело и переносное значение: так могли назвать беспокойного, непостоянного человека, который «ходит волнами», то есть меняет решения, настроение или место жительства. Однако более правдоподобная версия ведёт к древнерусскому глаголу «волынить» (или «волыниться») — медлить, тянуть, делать что-то нехотя. Отсюда «волына» — медлительный, ленивый человек. Форма «Волныш» — это характерный для северо-западных и северных говоров вариант с заменой «ы» на «о» (ср. «волынить» и «волныш»). Таким образом, Волныш — это прозвище нерасторопного или капризного человека, которое со временем закрепилось за его потомками.

Суффикс -ев указывает на принадлежность: Волнышевы — буквально «дети Волныша». Модель образования типична для русских фамилий, сформировавшихся в XV–XVII веках в среде крестьян и посадских людей. Интересно, что фамилия почти не встречается в центральных и южных регионах — её ареал, судя по разрозненным данным, тяготеет к Вологодчине, Архангельской области и бывшим новгородским землям. Это косвенно подтверждает диалектное происхождение основы.

В официальных документах фамилия могла записываться по-разному: Волнышев, Волнышов, реже Волнышевский. Вариант с «ы» в корне (Волнышев) — более архаичный, он лучше сохраняет связь с исходным прозвищем. Если сравнивать с однокоренными фамилиями — Волынов, Волынкин, Волынщиков, — то Волнышевы стоят особняком: у них нет связи с исторической Волынью или профессией волынщика, это чисто прозвищная фамилия, образованная от диалектного глагола, который сегодня почти забыт.