Фамилия Шамионов — редкий случай, когда корень и суффикс вступают в противоречие, и это делает её разбор особенно интересным. Если судить по окончанию -ов, перед нами типичная русская патронимическая фамилия, то есть образованная от имени отца. Но основа «Шамион» в русском именослове не встречается — это не каноническое имя и не распространённое прозвище.

Здесь, скорее всего, работает аканье и упрощение, свойственные южнорусским и поволжским говорам. Исходная форма могла звучать как «Шемяонов» или «Шамионов» от крестильного имени Шемяон. В просторечии имя Симеон (древнееврейское «услышанный Богом») давало множество вариантов: Семён, Семейка, а через южнорусскую огласовку — Шемяон, Шамён. Фамилия Шамионов — это «сын Шамиона», то есть человека, которого в быту звали Шамён или Шамион. Суффикс -ов указывает на то, что фамилия закрепилась в центральных областях России, где эта модель была господствующей.

Вторая версия, менее вероятная, но не исключённая, — тюркское происхождение. В татарском и башкирском языках есть имя Шамиль, а также корень «шам» (свеча, светоч). Фамилия могла возникнуть в среде татар-мишарей или касимовских татар, где русский патронимический суффикс -ов присоединился к имени Шамион (вариант имени Шамиль). Однако против этой версии говорит то, что в тюркских языках фамилии чаще образовывались через -ов/-ев от имён, оканчивающихся на согласный, а имя Шамиль давало бы форму «Шамилев». Вариант «Шамионов» — явно результат русского бытового переосмысления.

Географически фамилия тяготеет к Оренбуржью, Башкортостану и Татарстану, что поддерживает обе версии: и южнорусскую колонизацию, и татарское влияние. Встречаемость крайне низкая — Шамионовы не входят даже в первую тысячу самых частых русских фамилий. По сословной принадлежности предки могли быть как государственными крестьянами (в Поволжье), так и мещанами, но однозначных данных нет.

Таким образом, наиболее правдоподобное объяснение: фамилия Шамионов — это русифицированная форма от разговорного варианта имени Симеон (Шамён/Шамион), записанная с русским суффиксом принадлежности.