Фамилия Шахмирзоев — сравнительно редкий пример фамилии, образованной от полного арабо-персидского имени-композита, которое редко встречается даже на Кавказе и в Закавказье. В основе лежит имя Шахмирза, где первая часть — персидское «шах» (господин, правитель, царь), а вторая — арабское «мирза» (титул знатного человека, учёного писца, а в более широком смысле — принц крови). Получается, что имя Шахмирза означает «царь мира» или «господин, равный шаху», что звучит как пышный, почти эпический титул.

Суффикс -ев указывает на русскую модель оформления фамилий, характерную для народов, вошедших в состав Российской империи. В отличие от тюркских или иранских фамилий, которые часто оканчиваются на -оглы, -заде или просто на -и, носители Шахмирзоев получили фамилию через русскую канцелярию, где к основе добавили патронимический суффикс, означающий «сын Шахмирзы». Это типично для лезгинских, азербайджанских, талышских и татских фамилий, записанных в XIX — начале XX века.

Географически фамилия Шахмирзоев тяготеет к Дагестану и Азербайджану. В Дагестане она встречается среди лезгин (особенно в Курахском и Ахтынском районах), реже — среди рутульцев. В Азербайджане носители сосредоточены в северных и западных регионах, граничащих с Дагестаном. Встречается также у татов — ираноязычного народа, исторически жившего на востоке Кавказа.

Интересная деталь: имя Шахмирза могло быть не просто личным именем, а прозвищем-титулом, которое давали уважаемому старейшине или религиозному деятелю, не имевшему прямого отношения к монархии. В горных обществах, где титулы не передавались по наследству, закрепление такого прозвища в качестве фамилии — редкое явление. Оно говорит о том, что предок носителя пользовался исключительным авторитетом, возможно, был главой тухума (рода) или влиятельным кадием.

Поскольку фамилия образована от полного имени без усечений, она хорошо сохранила исходное звучание, что нетипично для русских фамилий, где основы часто обрубались. В документах XIX века встречаются варианты Шахмирзаев, Шах-Мирзоев, а также Шахмирзян (с армянским суффиксом), но форма Шахмирзоев — наиболее устойчивая и частая.