Фамилия Шагахметов — тюркская по происхождению, а точнее, татаро-башкирская. Её основа — составное мужское имя Шагахмет, где первая часть «шаг» (шах) восходит к персидскому «шах» (царь, владыка), а вторая — к арабскому «ахмет» (вариант имени Ахмад, одно из имён пророка Мухаммеда, означающее «достохвальный»). Таким образом, имя Шагахмет можно перевести как «царь хвалы» или «прославленный владыка». Встречаются и другие варианты прочтения, где «шаг» — это искажённое «шакир» (благодарный), но версия с «шахом» выглядит убедительнее: такие двухосновные имена (Шахбала, Шахназар) типичны для тюрко-персидской ономастики.

Фамилия образована по русской модели: к основе Шагахмет добавили патронимический суффикс -ов, что значит «сын Шагахмета». В среде татар и башкир фамилии на -ов стали массово закрепляться после переписи 1897 года и в советское время, вытесняя старые родо-племенные именования. Поэтому Шагахметовы — это потомки человека по имени Шагахмет, который жил, скорее всего, в конце XVIII — XIX веке.

Географически фамилия привязана к Волго-Уральскому региону: чаще всего она встречается в Татарстане, Башкортостане, а также в Оренбургской и Челябинской областях. Встречаются варианты написания с одной «г» — Шахахметов, но это уже другая ветвь, где первая часть осознавалась как «шах». Шагахметовы — почти поголовно мусульмане-сунниты, и в дореволюционной России они относились к сословию государственных крестьян или тептярей (сословная группа нерусских народов Поволжья), реже — к башкирским вотчинникам.

В отличие от многих фамилий с прозрачной профессией в основе, Шагахметов не говорит о ремесле предка, а только об имени. Это типичная «фамилия-память»: имя давали с пожеланием славы и высокого положения, и оно закрепилось за родом.