Фамилия Шахранов образована по стандартной русской модели с суффиксом -ов, который указывает на принадлежность («чей?»). Основа здесь — Шахран, и это, скорее всего, прозвище или имя, а не географическое название. В русской ономастике суффикс -ан (или -ян) часто служил для образования уменьшительных или пренебрежительных форм от личных имен: Иван — Иванка, Петр — Петран, Степан — Степанка. С этой точки зрения Шахран могло быть производным от имени Шах или Шаха.

Само имя Шах — восточного происхождения (персидское «шах» — царь, правитель). В тюркских и кавказских языках оно входило в состав сложных имен (например, Шахмурад, Шахбаз), но могло использоваться и как самостоятельное. В русской среде такое имя или прозвище мог получить человек, связанный с Востоком — купец, толмач (переводчик) или выходец из татарских или горских народов. Однако необязательно, что носитель фамилии был знатного рода: прозвище «царь» в крестьянской среде давали иронично или как указание на властный характер.

Менее вероятная, но возможная версия — связь с тюркским корнем «шахр» (город) или арабским «шахр» (месяц). В таком случае Шахран могло означать «городской» или «рожденный в такой-то месяц», но для русской фамилии эта цепочка выглядит натянутой. Правдоподобнее остановиться на прозвищной природе: фамилия фиксирует, что предка звали Шахраном (уменьшительное от Шаха), а его дети стали Шахрановыми.

Географически фамилия редкая, встречается в основном в регионах с исторически смешанным русско-тюркским населением — в Поволжье, на Урале, в Оренбуржье. Это подтверждает восточный след в основе. Сословно Шахрановы могли быть как крестьянами (прозвище дали в общине), так и служилыми людьми (толмачи, казаки, которые контактировали с восточными соседями). Точных данных о дворянском происхождении нет — фамилия не входит в родословные книги, что типично для поздних, «прозвищных» фамилий.