Фамилия Шамшакова — женская форма фамилии Шамшаков. В её основе лежит прозвище или нецерковное имя Шамшак, которое, скорее всего, имеет тюркские корни. В татарском, башкирском и других тюркских языках слово «шамшак» означает «кремень» или «огниво» — приспособление для высекания огня. Прозвище могли дать человеку с твёрдым, несгибаемым характером, либо мастеру, который работал с кремнем (например, оружейнику или кузнецу). В переносном смысле «шамшак» могло означать «искристый», «живой», «зажигательный» человек.

Суффикс -ов в фамилии Шамшаков указывает на стандартную русскую модель образования от отчества или прозвища отца: «чей?» — Шамшаков, то есть сын Шамшака. Фамилия закрепилась в среде крестьян или служилых людей, преимущественно в регионах с сильным тюркским влиянием — в Поволжье, Приуралье, на юге Сибири. Встречается она и у русских, и у татар, и у башкир, что говорит о давних межэтнических контактах.

Менее вероятная, но возможная версия — связь с арабским именем Шамс (солнце) через диалектную форму Шамшак. В этом случае фамилия восходит к мусульманскому имени, которое давали в честь яркого, «солнечного» ребёнка. Однако вариант с «кремнем» выглядит убедительнее, потому что прозвища по предметам быта у тюркских народов встречаются чаще, чем прямые заимствования из арабского.

Написание с окончанием -а (Шамшакова) — это женская форма, которая образуется автоматически. В дореволюционных метрических книгах фамилия могла писаться через «о» на конце у мужчин и через «а» у женщин, что стандартно для русского языка. Встречается также вариант Шамшаков с ударением на второй слог, хотя в большинстве говоров ударение падает на последний слог основы — Шамшако́в.

Известных исторических деятелей с этой фамилией в открытых источниках не зафиксировано, что типично для фамилии, не попавшей в дворянские родословные книги. Носители фамилии — это в основном люди из крестьянской или мещанской среды, которые в XIX веке получили фамилию по прозвищу предка.