Фамилия Ахматшин ведёт начало от личного имени Ахматша — восточного составного имени, которое бытовало в тюрко-татарской среде. Его первая часть восходит к арабскому имени Ахмад (один из эпитетов пророка Мухаммеда), что значит «самый прославленный, достойный похвалы». Вторая часть — «ша» (от персидского «шах») — добавляет значение «повелитель, правитель, хозяин». В сумме имя Ахматша осмыслялось как «самый достойный похвалы повелитель». Впрочем, в восточной ономастике компонент «ша» мог выполнять и уменьшительную роль, превращая громкое имя в более обиходное, почти домашнее.

Фамилия образована по русской патронимической модели: к основе Ахматш- добавлен типичный суффикс принадлежности -ин, указывающий на родство: «чей?» — Ахматшин, то есть сын или потомок Ахматши. Такая модель характерна для фамилий, возникших в среде крещёных татар и других народов Поволжья, где личные имена арабского и персидского происхождения адаптировались к русской грамматике.

С точки зрения географии, фамилия Ахматшин встречается преимущественно в Татарстане, Башкортостане, а также в Оренбургской и Челябинской областях — регионах исторического расселения татар и башкир. Есть и однокоренные варианты: Ахматов, Ахмадиев, Ахмадуллин, но Ахматшин отличается именно суффиксом -ин и формой имени-основы, что делает её более редкой и локальной.

Если разбирать словообразовательную модель, то перед нами не просто фамилия на -ин, а вариант, где конечный гласный основы (Ахматша) усекается перед суффиксом: Ахматш- + -ин. Это стандартный путь для русских фамилий от имён на -а/-я (как Ильин, Кузьмин), но в случае с восточными именами такое усечение встречается реже, чем полное сохранение основы (сравните: Ахматшин и Ахматшаев).

Таким образом, носитель фамилии Ахматшин — потомок человека, носившего имя Ахматша. Скорее всего, предок был мусульманином, жившим на территории Казанского ханства или в среде волго-уральских татар, а фамилия закрепилась после перехода в православие или в ходе русификации документов в XIX веке.