Фамилия Шахарова образована по самой распространённой в русской ономастике модели — с помощью суффикса -ов, указывающего на принадлежность. Полная форма — Шахаров, женский вариант — Шахарова. В основе лежит прозвище или нецерковное имя Шахар. Что оно означало, точно не установлено, но есть несколько версий.

Самая вероятная версия связывает корень с тюркскими языками. В татарском, башкирском и других тюркских языках слово «шахар» или близкие к нему формы означают «город», «большое поселение». В русской среде такое прозвище могли дать человеку, приехавшему из города, или, наоборот, тому, кто часто бывал в городе по торговым делам. В пользу этой версии говорит и география фамилии: Шахаровы встречаются в Поволжье, в регионах с давними тюркскими контактами.

Менее распространённая, но возможная версия — происхождение от арабского имени Шакар (в значении «благодарность», «признательность»). При переходе в русскую среду имя могло измениться под влиянием местного произношения, превратившись в Шахар. Однако эта гипотеза слабее, так как форма «Шахар» в русских документах встречается реже, чем тюркские соответствия.

Не стоит путать фамилию Шахарова с еврейской фамилией Шахар (от ивритского «рассвет») — у них разная этимология и география бытования. В русском контексте Шахарова — это почти всегда фамилия, возникшая из прозвища, а не из библейского корня.

Социальный состав носителей фамилии был разнородным: Шахаровы встречались и среди крестьян, и среди купцов, и среди служилых людей. Специфического сословного «потолка» у фамилии нет. В XIX веке фамилия фиксируется в основном в центральных и южных губерниях России, что совпадает с зоной активных русско-тюркских контактов.