Фамилия Шамшалиев — редкий случай, когда географическая привязка оказывается едва ли не важнее лингвистического разбора. Носители этой фамилии почти поголовно встречаются на Северном Кавказе, прежде всего в Дагестане и Чечне. Это сразу подсказывает, что корень здесь не славянский, а тюркский или кавказский, адаптированный русской фамильной моделью.

Основа «Шамшали» — это, скорее всего, вариант тюркского имени Шамшал, которое восходит к персидскому «шамшал» (сабля, меч). В тюркских языках, особенно кумыкском и ногайском, такое имя могло даваться мальчику как пожелание воинской доблести. Суффикс «-ев» — стандартный русский патронимический формант, который в XIX–XX веках прикрепляли к инородным именам при оформлении фамилий в документах. То есть Шамшалиев буквально означает «сын (потомок) Шамшала».

Вторая версия, менее вероятная, но имеющая право на существование, связывает фамилию с топонимом. В Азербайджане и Дагестане есть селения с корнем «Шамшал» или «Шамшали». В таком случае фамилия могла образоваться от названия места, откуда родом был первопредок. Однако для фамилий кавказских народов типичнее образование от личного имени, а не от названия аула.

Словообразовательная модель проста: тюркское имя Шамшал + русский суффикс принадлежности -ев. Фамилия не склоняется по женскому роду (Шамшалиева) и не имеет вариантов с другими суффиксами — это указывает на относительно позднюю фиксацию, уже в советское время, когда стандарт «-ов/-ев» стал обязательным для всех народов СССР. Дореволюционных форм вроде Шамшалин или Шамшалиевский не зафиксировано.