Фамилия Шамшудинов — яркий пример того, как арабское по происхождению имя, пройдя через тюркскую среду, превратилось в русскую фамилию. В основе лежит мужское личное имя Шамшуддин, которое в свою очередь восходит к арабскому Шамс ад-Дин (شمس الدين) — «солнце веры» или «светоч религии». Это составное теофорное имя, где «шамс» (солнце) и «дин» (вера) образуют почтительный эпитет: так называли людей, прославившихся благочестием или учёностью.

Суффикс -ов в фамилии — стандартный русский патронимический формант. Он присоединился к тюркской основе Шамшудин (усечённый вариант от Шамшуддин) по модели «чей?»: Шамшудинов сын. Интересно, что в тюркских языках, например в татарском или башкирском, конечный звук «н» в имени Шамшуддин мог редуцироваться, поэтому мы видим форму Шамшудин, а не Шамшуддинов. Это говорит о том, что фамилия складывалась в среде, где арабское имя уже адаптировалось к местному произношению.

Географически фамилия Шамшудинов наиболее характерна для татар, башкир и народов Северного Кавказа (особенно кумыков и ногайцев). В русской среде она встречается редко — это почти стопроцентный маркер того, что предки носителя исповедовали ислам. Сословно носители фамилии могли быть кем угодно: от мулл и торговцев до крестьян, но само имя Шамшуддин чаще давали в семьях, где ценили религиозное образование.

В отличие от многих фамилий на -ов, образованных от прозвищ или профессий, Шамшудинов напрямую указывает на имя деда или отца. Двойной корень «солнце веры» придаёт фамилии торжественный оттенок, хотя в быту она, скорее всего, сокращалась до Шамшудин или даже Шамша. Встречаются варианты написания Шамшутдинов — с протетическим «т» между «д» и «и», что свойственно некоторым тюркским диалектам. Но основной, закрепившийся в документах вариант — именно Шамшудинов.