Фамилия Шамбилова — женская форма мужской фамилии Шамбилов. В основе лежит прозвище или неканоническое имя Шамбил. Чтобы понять его происхождение, нужно разобрать корень «шамб-», который в русской ономастике редок и вызывает споры.

Наиболее вероятная версия связывает Шамбила с тюркскими языками. В них корень «шам» может означать «свеча» (от персидского «шам»), а также фигурировать в именах, образованных от географических названий (например, Дамаск по-арабски — «аш-Шам»). В таком случае имя Шамбил могло быть прозвищем человека родом из южных земель или связанного с торговлей свечами, освещением. Суффикс «-ил» в тюркских именах нередко является адаптацией арабского «иль» (народ, племя), но здесь он мог просто оформлять звучание, как в именах Акбил, Кутбил.

Вторая, менее убедительная гипотеза — связь с диалектным русским глаголом «шамбить» (шамкать, говорить невнятно или жевать). Однако этот глагол малораспространён, и фамилии на «-илов» от него почти не образуются. Версия с тюркским заимствованием выглядит правдоподобнее: фамилия могла возникнуть в среде татарского, башкирского или казахского населения, где имя Шамбил (Шамбиль) встречается как вариант имени Шамиль (через народную этимологию).

Суффикс «-ов» указывает на типичную русскую модель образования фамилий от отчества или прозвища отца. То есть Шамбиловы — потомки человека по имени или прозвищу Шамбил. Географически фамилия тяготеет к регионам с тюркским населением: Татарстан, Башкортостан, Оренбуржье, а также к северокавказским республикам, где имя Шамиль распространено повсеместно.

Сословная принадлежность Шамбиловых не определена едино: это могли быть и крестьяне, и мещане, и служилые татары. В архивах фамилия встречается с XIX века, но массовой не стала. Сегодня её носители живут в России, Казахстане и странах Средней Азии.