Фамилия Шамшеня — редкая, и её разбор показывает, как в русской ономастике смешиваются разные языковые пласты. Основная версия связывает фамилию с тюркским или арабским именем Шамшеддин (вариант Шамсетдин), означающим «солнце веры». Усечённая форма Шамша или Шамшай легла в основу прозвища, а суффикс -еня указывает на западнорусское или белорусское происхождение. Такая модель характерна для фамилий, которые фиксировались на землях бывшего Великого княжества Литовского: -еня, -ук, -ик там заменяли великорусские -ов и -ин.

Менее вероятная, но не исключённая версия — от прозвища Шамша, связанного с диалектным словом «шамшить» (шептать, путать, делать кое-как). В этом случае Шамшеня могло означать «человек, которого прозвали Шамшей» — например, за невнятную речь или нерадивость. Однако арабское происхождение через тюркское посредство выглядит правдоподобнее: многие татарские и башкирские роды, переходя в православие, получали фамилии на -еня, адаптируя мусульманские имена к местной грамматике.

Географически фамилия тяготеет к Могилёвской, Витебской и Смоленской областям. В XIX веке носители Шамшеня встречались среди крестьян и мещан, реже — среди однодворцев. Фамилия не получила широкого распространения за пределами этого региона, что говорит о её локальном характере: предки, скорее всего, жили в одном уезде несколькими поколениями.