Фамилия Ямышев — редкий случай, когда географическая привязка почти наверняка перевешивает прозвищную версию. В основе лежит топоним Ямыш, а не имя или занятие. Самое известное место с таким названием — озеро Ямыш (современный Ямышево) в Павлодарской области Казахстана, где с XVII века добывали соль. Именно там в 1715 году основали Ямышевскую крепость, ставшую форпостом Российской империи на Иртыше. Фамилия Ямышев могла закрепиться за выходцами из этого региона или за служилыми людьми, связанными с крепостью. В русской ономастике фамилии на -ев от названий рек, озер и сел — обычное дело: достаточно вспомнить Волгина или Ильина, но с тюркским корнем Ямыш такое образование встречается реже.

Менее вероятна, но возможна версия от прозвища Ямыш. В тюркских языках «ямыш» (йамыш) означает «поручение», «работа», «задание». В сибирских говорах это слово могло закрепиться за человеком, который выполнял поручения, был посыльным или управляющим. Однако прямых диалектных фиксаций такого прозвища в русской среде почти нет, что делает эту гипотезу слабой. Суффикс -ев указывает на притяжательное значение: «чей?» — «Ямышев», то есть сын или потомок человека по прозвищу Ямыш. Но географическая версия убедительнее ещё и потому, что фамилия локализована в основном в Западной Сибири и на Урале — как раз в зоне влияния Ямышевской крепости и соляного промысла.

С точки зрения словообразования фамилия проста: корень Ямыш- плюс типичный русский суффикс -ев, образующий фамилии от основ на мягкий согласный или -ш. Ударение, скорее всего, падает на первый слог: Я́мышев, хотя в разговорной речи встречается и вариант Ямы́шев. Фамилия не принадлежала к дворянским родам — в дореволюционных списках она встречается среди крестьян, казаков и мещан Тобольской и Оренбургской губерний. Это подтверждает связь с военно-служилым и промысловым населением Сибири, а не с аристократией.