Фамилия Шамгуллина — женская форма, в основе которой лежит мужская фамилия Шамгуллин. Эта фамилия образована от личного имени Шамгулла. Имя составное, арабо-тюркского происхождения: первая часть «шам» восходит к арабскому «шамс» — «солнце», а вторая часть «гулла» — к арабскому «гуль» или «улла», что означает «раб Аллаха» или «слуга Божий». В тюркских языках, особенно у татар и башкир, такие имена с компонентом «улла» (божественный) были распространены: они выражали религиозное чувство и пожелание ребёнку быть под защитой Всевышнего. Таким образом, Шамгулла можно перевести как «солнце веры» или «сияющий слуга Бога».

Суффикс «-ин» указывает на принадлежность: Шамгуллин — это «сын Шамгуллы» или «человек из рода Шамгуллы». В русской ономастике суффикс «-ин» характерен для фамилий, образованных от имён, оканчивающихся на -а, -я. Фамилия Шамгуллин — типичный пример адаптации тюркского имени в русскую фамильную модель: тюркское имя получило русский притяжательный суффикс, что и закрепилось в документах.

Географически фамилия Шамгуллина (и Шамгуллин) наиболее распространена среди татар и башкир, особенно в Татарстане, Башкортостане, а также в Оренбургской и Челябинской областях. Встречается она и у других тюркских народов Поволжья и Приуралья. В метрических книгах и ревизских сказках XIX века можно найти записи о крестьянах и мещанах с этой фамилией — чаще всего это были жители деревень, где имя Шамгулла давалось мальчикам.

Стоит отметить редкую особенность: вторая часть имени «гулла» не путается с более частым «улла» (как в именах Абдулла, Габдулла). Здесь форма «гулла» — это результат слияния арабского «гуль» (раб) с артиклем, что даёт значение «раб Божий». Фамилия Шамгуллина — не просто «солнечная», а с ярко выраженным религиозным подтекстом, что выделяет её среди множества фамилий от имён, связанных со светом или солнцем.