Фамилия Шагзамова — редкий пример, где исходное слово не сразу поддаётся расшифровке. Она образована по стандартной русской патронимической модели с суффиксом -ов, указывающим на принадлежность: «чей?» — Шагзамов, то есть потомок человека по имени или прозвищу Шагзам. Женская форма Шагзамова — естественное грамматическое окончание для дочери или жены Шагзамова.

Корень фамилии, скорее всего, тюркский или арабо-тюркский. В языках народов Средней Азии и Поволжья (татарском, башкирском, казахском) «шаг» может означать «шах», «владыка», «правитель», а «зам» — «время», «эпоха». Цельное имя Шагзам (или Шахзам) могло означать «правитель времени» или «владыка эпохи» — составное имя с пожеланием долгого и славного правления. Встречается также вариант, где вторая часть восходит к арабскому «зам» (запрет, узы), но это менее вероятно для личного имени.

Географически фамилия Шагзамова привязана к регионам, где исторически жили татары, башкиры и другие тюркоязычные народы, принявшие ислам. Встречается она в основном в Татарстане, Башкортостане, а также среди татарской диаспоры в других областях России. Фамилия недворянская — скорее всего, её носили крестьяне или мещане, получившие фамилию по отцу при переписях XIX — начала XX века.

Суффикс -ов, а не -ин, указывает на то, что основа мужского имени Шагзам оканчивалась на согласный. Если бы имя звучало как Шагзама, фамилия была бы Шагзамин. Это ещё одно подтверждение, что в основе лежит полное имя, а не прозвище с уменьшительным окончанием.

Сравните с однокоренными фамилиями Шагиев, Шахов, Заманов — все они образованы от близких арабских и тюркских корней, но Шагзамова выделяется своей двухкорневой структурой, что делает её более редкой и семантически насыщенной.