Фамилия Галямшин образована от прозвища Галямша. В ярославских говорах так могли назвать человека недалёкого ума, но это лишь одно из возможных значений — в других диалектах прозвище могло относиться к внешности или манере поведения. Разберём словообразовательную модель: суффикс -ин указывает на принадлежность («чей?»), то есть Галямшин — «сын Галямши». Основа Галямша, скорее всего, восходит к тюркскому имени Галим (от арабского «алим» — знающий, учёный) с добавлением уменьшительно-ласкательного аффикса -ша. Такая модель типична для татарских и башкирских фамилий, где русский суффикс -ин присоединялся к тюркским основам.

Географически фамилия Галямшин распространена в Поволжье и Приуралье — регионах с давним татарским и башкирским населением. Это косвенно подтверждает версию происхождения от мусульманского имени, а не от диалектного прозвища: в ярославских говорах фамилия почти не встречается. Таким образом, более вероятно, что предок носителя фамилии был человеком грамотным или учёным (от «алим»), а прозвище Галямша стало семейным именем, закрепившимся в документах.

Сравните с однокоренными фамилиями: Галямов, Галимов, Галяутдинов — все они образованы от вариантов того же арабского корня. Редкий суффикс -ша в основе Галямша отличает эту фамилию от более массовых Галимовых: он придаёт имени ласкательный или уменьшительный оттенок, что могло указывать на младшего сына или любимого ученика. В документах XVII–XIX веков такие формы часто фиксировались у татарских служилых людей и торговцев, которые первыми получали фамилии по русскому образцу.