Фамилия Шамаелов — редкий пример, где сразу бросается в глаза необычная словообразовательная модель. В русских фамилиях часто встречается суффикс -ов, но здесь он наложен на основу, которая сама по себе звучит как готовая фамилия — Шамаев. Прибавив к ней ещё один суффикс -л-, получили Шамаелов. Такое удвоение суффикса — явление нечастое. Оно могло возникнуть в документах при записи прозвища или имени через отчество: если отца звали Шамай, то его сын в быту был Шамаич, а в официальных бумагах его могли записать как «Шамаелов сын», то есть «сын Шамая». Со временем форма закрепилась как фамилия.

Корень фамилии, скорее всего, восходит к тюркскому имени или прозвищу Шамай. В тюркских языках слово «шама» означает «свеча», «светильник», а также «чума» или «мор». Имя Шамай могло быть охранительным — чтобы отогнать болезнь или зло, ребёнка называли «мором», веря, что смерть его не тронет. Вторая версия: Шамай — это производное от арабского имени Шамиль (в тюркской огласовке), но это менее вероятно, так как форма «Шамай» встречается именно как самостоятельное прозвище.

Географически фамилия Шамаелов редкая и тяготеет к регионам, где русские фамилии смешивались с тюркскими основами — Поволжье, Приуралье, возможно, северный Кавказ. В дореволюционных переписях она почти не фиксируется, что говорит о её позднем оформлении или малом числе носителей. Скорее всего, предки были крестьянами или однодворцами, получившими фамилию при окончательном закреплении в XIX веке.

Сравнение с однокоренными фамилиями показывает, что Шамаелов стоит особняком. Есть Шамаев, Шамайкин, Шамайлов — но в них нет двойного суффикса. Шамаелов мог возникнуть как канцелярская ошибка: писарь, услышав «Шамаев», записал «Шамаелов» по аналогии с фамилиями вроде «Кузелов» (от Кузя). Или же это диалектная форма, где суффикс -л- указывал на принадлежность к роду: «он из Шамаев» — «Шамаелов».

Таким образом, Шамаелов — фамилия с прозрачной тюркской основой и русским словообразовательным казусом. Её носители, скорее всего, потомки человека по прозвищу Шамай, жившего на стыке культур.