Фамилия Шамшинов образована по самой распространённой в русском языке модели — с патронимическим суффиксом -ов. Это значит, что в основе лежит имя или прозвище родоначальника, а сама фамилия отвечает на вопрос «чей?»: сын Шамшина, потомок Шамшина. Исходная форма — Шамшин, а Шамшинов — её более полный вариант, иногда возникавший при переписях, когда к уже готовой фамилии добавляли ещё один суффикс принадлежности.

Корень фамилии — Шамш(а). Здесь возможны два основных объяснения. Первое: это производная форма от крестильного имени Шамшак, которое в свою очередь восходит к библейскому Самсон (древнееврейское «солнечный»). В русских говорах имя Самсон нередко сокращали и переиначивали: Сомша, Шамша, Шамшак. Второе, и более вероятное для восточных регионов: Шамша — это тюркское имя или прозвище, означающее «свеча», «светильник». В татарском, башкирском, казахском языках шам — «свеча», шамшы — «свечник» или «тот, кто связан со светом». Фамилия Шамшинов могла возникнуть у крещёных татар или в среде русских, живших в Поволжье и Приуралье, где тюркские имена были обычны.

В пользу тюркской версии говорит и редкий суффикс в основе. Если бы фамилия происходила от уменьшительного Шамша (от Самсон), мы бы ожидали форму Шамшин — без второго суффикса. А Шамшинов указывает на то, что исходное прозвище или имя было Шамшан или Шамшин, то есть уже имело свой суффикс. Например, тюркское Шамшан — «свечной», «светлый». Тогда носитель фамилии — потомок человека, которого звали Шамшан, а в русской записи закрепилось Шамшинов.

Социальный состав рода Шамшиновых, скорее всего, был крестьянским или мещанским. Фамилия не принадлежит к числу дворянских и не фиксируется в родословных книгах. Встречается она преимущественно в центральных и южных губерниях России, а также в Оренбуржье и Башкирии — там, где исторически смешивались русское и тюркское население. Так что предки современного Шамшинова могли быть и крестьянином, и мелким торговцем, и отставным солдатом, получившим фамилию при переписи по прозвищу отца.