Фамилия Шамшенова — женская форма, мужской вариант — Шамшенов. В её основе лежит тюркское имя или прозвище, что сразу указывает на географию происхождения: скорее всего, предки носителей этой фамилии жили в регионах с татарским, башкирским, казахским или другим тюркским населением, а также в смешанных районах Поволжья, Приуралья или Сибири.

Разбираем словообразовательную модель. Суффикс -ов (в женском роде -ова) стандартно указывает на принадлежность: «чей?» — Шамшенов, то есть сын или потомок Шамшена. Основа Шамшен- восходит к тюркскому имени Шамшен (или Шамшан). Само имя, вероятно, образовано от арабского слова «шамс» — «солнце», с добавлением тюркского уменьшительно-ласкательного суффикса -ен. В таком случае Шамшен — это «солнышко», ласкательное прозвище для ребёнка или человека с тёплым, светлым характером. Встречается и вариант, где Шамшен — это искажённое от «шамшер» (персидское «меч»), но для фамилии такая версия менее правдоподобна: прозвища-оружия чаще давали воинам, но в русской среде они редко становились фамилиями без посредства имени.

В русских документах фамилия Шамшенов фиксируется с XVII–XVIII веков, преимущественно среди служилых татар и башкир, которые переходили на русскую службу и получали фамилии по отцу. Интересная деталь: написание через «о» на конце (Шамшенов) характерно для фамилий, адаптированных в русской канцелярии, тогда как в тюркской среде чаще встречается вариант Шамшен (без суффикса). Это говорит о том, что предки носителей фамилии уже в XVII–XVIII веках были интегрированы в русскую административную систему — например, числились ясачными крестьянами, казаками или мелкопоместными дворянами.

Сравните с однокоренными фамилиями: Шамшутдинов (где основа дополнена арабским «дин» — вера), Шамшаев (от имени Шамшай) или Шамшев (от Шамш). Фамилия Шамшенова стоит особняком — редкий суффикс -ен в основе указывает на прозвище, а не на полное арабское или персидское имя. Скорее всего, первый носитель был человеком невысокого социального статуса, которого в быту называли ласково «Шамшен», и это прозвище закрепилось за его потомками.