Фамилия Шеламоновы — редкий случай, когда в основе лежит не имя и не ремесло, а, скорее всего, диалектное прозвище, связанное с внешностью или характером. Если отбросить суффикс -ов, указывающий на принадлежность («чей?» — сын Шеламона), то корень — Шеламон. Самая вероятная версия выводит его из северных говоров, где «шеламон» или «шаламон» означало неряху, неопрятного человека, а также разиня или простофиля. В словаре Владимира Даля зафиксирован глагол «шеламонить» — делать что-то кое-как, небрежно, или же болтать вздор. Так что первый Шеламонов, скорее всего, получил прозвище Шеламон за нерадивость или привычку молоть языком.

Менее убедительная, но встречающаяся версия связывает фамилию с тюркским именем Шаламон (Шелемон), которое является местной формой библейского Соломон. В пользу этого говорит то, что в старых документах встречаются написания «Шеломонов» и «Шеламонов» как варианты одного и того же человека. Однако в случае с Шеламоновыми такая этимология менее вероятна: от Соломона в русской традиции пошли бы фамилии Соломонов, Соломатин, а форма Шеламон как раз характерна для прозвищного, бытового словообразования.

Особого внимания заслуживает суффикс. Фамилия образована по модели -онов, а не -ов, что указывает на имя или прозвище с конечным -он (Шеламон, а не Шелам). Это говорит о том, что прозвище было полным, а не сокращённым. По географии фамилия тяготеет к северо-востоку России: Вологодская, Архангельская области, а также Вятка и Пермский край. Именно в этих краях, где осели выходцы из новгородских земель, и сохранились диалектные слова, лёгшие в основу фамилии.

Социальный состав Шеламоновых был смешанным. В писцовых книгах XVII века встречаются как крестьяне и бобыли с этой фамилией в Устюжском уезде, так и посадские люди в Соли Вычегодской. Дворянских родов Шеламоновых в «Бархатной книге» нет, что подтверждает: фамилия — типично крестьянская или мещанская, возникшая не в боярской, а в народной среде.