Фамилия Шахмаментьев — редкий случай, когда в основе лежит не имя и не прозвище, а почти дословная запись чужой речи. Это одна из тех фамилий, которые в XVII–XVIII веках фиксировали обращение к вышестоящему лицу или титул. Первая часть «шах» — восточный титул монарха, хорошо знакомый на Руси по торговым и дипломатическим контактам с Персией и Кавказом. Вторая часть «маментьев» — искажённое «Мамедов» или «Маметев», то есть производное от имени Мухаммед (в русской записи Мамет, Мамай, Маментий). Вместе «Шахмаментьев» буквально означает «шах Мамед» — так могли записать прозвище человека, который либо служил у персидского шаха, либо получил это прозвище за восточный облик или манеры.

Словообразовательная модель типична для русских фамилий на -ев: основа «Шахмаментий» (как имя или прозвище) плюс суффикс принадлежности. Суффикс -ев указывает на то, что предок носителя фамилии звался Шахмаментий или Шахмаментей. Такие формы встречались в южнорусских и поволжских говорах, где аканье и замена «о» на «а» в безударных слогах давали «Шахмаментьев» вместо более ожидаемого «Шахоментов» или «Шахмаметев».

Географически фамилия тяготеет к районам, где были сильны татарские и кавказские влияния: Астраханская губерния, Терская область, Нижегородское Заволжье. В переписных книгах XVIII века встречаются однокоренные варианты — Шахмаметев, Шахмаметьев, Шахмаментьев. Скорее всего, предки носителя фамилии были служилыми людьми «по прибору» — казаками или стрельцами, которые несли службу на южных границах и контактировали с восточными соседями. Версия о крещёных татарах или армянах также правдоподобна: имя Шахмамет (шах + Мамет) давали детям в мусульманских семьях, а после крещения оно превращалось в фамилию.

Других версий, например, связи с немецким или греческим корнем, нет — это чистый ориентализм, закреплённый русским суффиксом. Фамилия редкая, в современных справочниках известных носителей не перечислено, что типично для узколокальных прозвищных фамилий, не попавших в дворянские родословные книги.