Фамилия Шамсумухаметов — яркий пример арабо-татарской ономастики, где сложное теофорное имя скреплено русским патронимическим суффиксом. В основе лежит мужское имя Шамсумухамет, которое, в свою очередь, состоит из двух арабских корней: «шамс» (شمس) — «солнце» и «Мухаммад» (محمد) — «восхваляемый», имя пророка ислама. Буквально имя означает «Солнце Мухаммада» или «Солнце, подобное Мухаммаду» — типичная для мусульманского мира форма возвеличивания через сравнение с пророком.

Модель образования фамилии проста и типична для тюркских народов Российской империи, принявших русскую систему фамилий. К полному имени отца (Шамсумухамет) прибавили русский суффикс принадлежности -ов, который заменил исконный тюркский аффикс -ов/ -ев, усвоенный через делопроизводство. Таким образом, Шамсумухаметов — это буквально «сын Шамсумухамета». Фамилия закрепилась в среде волго-уральских татар и башкир, где имена с корнем «шамс» были популярны в среде образованного духовенства и купечества.

Интересна редкость самого имени Шамсумухамет. В отличие от более распространённых «Мухаметша» или «Шамсутдин», оно представляет собой двухосновную конструкцию, где оба компонента — «солнце» и «Мухаммад» — несут равную смысловую нагрузку. Это указывает на высокий уровень религиозной грамотности предка-носителя имени: имя составлено не механически, а как осознанная поэтическая формула. Встречается также вариант написания через дефис — Шамсу-Мухаметов, но в современном русском языке он почти вытеснен слитным.

Географически фамилия почти не выходит за пределы Татарстана, Башкортостана и Оренбургской области. В дореволюционных метрических книгах мечетей этих губерний Шамсумухаметовы фигурируют как «указные муллы» или «торговые крестьяне» — то есть люди, имевшие прямое отношение либо к исламскому образованию, либо к ярмарочной торговле (например, чаем или скотом). В советское время фамилия не получила широкого распространения из-за сложности произношения для русскоязычного уха, поэтому её носители до сих пор составляют компактные локальные группы.