Фамилия Шарамаев звучит необычно, и это не случайно: её основа восходит к тюркскому прозвищу или личному имени. Самая вероятная версия связывает её с тюркским словом «шарама» — так в некоторых тюркских языках называли болтуна, пустомелю или человека, который говорит слишком быстро и сбивчиво. Корень «шар» здесь может означать «шум, гам» или «болтовня». Соответственно, прозвище Шарамай давали говорливому, возможно, немного хвастливому человеку — в древнерусской среде такие прозвища были распространены и не всегда носили резко отрицательный оттенок, скорее фиксировали заметную черту характера.

Фамилия образована по стандартной русской модели: к основе Шарамай прибавили патронимический суффикс -ев (вместо -ов после мягкого согласного «й»). Это типичный способ создания фамилий от прозвищ или имён, оканчивающихся на -ай, -ей. Форма Шарамаев буквально означает «сын Шарамая». Встречается и вариант Шарамай, который мог быть исходным прозвищем или фамилией без суффикса, но именно с суффиксом -ев фамилия закрепилась в документах.

Географически фамилия тяготеет к регионам, где исторически было сильное тюркское влияние: Поволжье, Приуралье, южные области России. Встречается среди русских, но могла возникнуть и в среде крещёных татар, башкир или других народов, перешедших на русскую фамильную модель. В некоторых случаях основой могло стать не прозвище, а диалектное слово «шарама» — так в рязанских и тамбовских говорах называли оборванца, бедно одетого человека, что тоже даёт правдоподобную версию для русского контекста.

Словообразовательная модель с суффиксом -ев указывает на то, что фамилия оформилась не раньше XVI–XVII веков, когда на Руси активно шёл процесс закрепления родовых имён. В сословном отношении предки Шарамаевых, скорее всего, были крестьянами или посадскими людьми, поскольку у дворянских родов чаще встречались фамилии на -ский или образованные от географических названий. Единичные упоминания фамилии в архивных документах XIX века подтверждают её «низовое» происхождение: Шарамаевы записаны в ревизских сказках крестьян Симбирской и Казанской губерний.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Шарапов, Шарафутдинов — показывает, что тюркская основа «шар» в русских фамилиях многозначна. Но Шарамаев стоит особняком: его уникальность в том, что он сохранил редкий суффикс -май, который в тюркских языках часто образует имена деятеля (как «курамай» — строитель). Возможно, изначально Шарамай было не прозвищем, а именем-оберегом, данным ребёнку, чтобы отвести от него излишнюю болтливость или бедность — такая практика тоже известна в народной ономастике.