Фамилия Шемилинин — редкая и сложная для однозначной этимологии. Её центральная часть, «Шемилин», скорее всего, восходит к прозвищу или мирскому имени, но его корень неочевиден. Самая правдоподобная версия связывает основу с древнерусским словом «шемяка» — так в диалектах называли драчуна, забияку, человека, который «шьёт» ссоры и драки (от глагола «шить» в переносном смысле). В таком случае Шемиля — это человек с буйным или задиристым нравом. Суффикс -ин указывает на принадлежность: Шемилинин буквально означает «сын Шемили» (или «внук Шемили»). Форма «Шемилинин» с двойным суффиксом (-ин + -ин) — редкий случай, который мог возникнуть из-за особенностей местного говора или как вариант фамилии Шемилин, к которой добавили ещё один патронимический суффикс для уточнения родства.

Менее вероятная, но возможная версия — связь с тюркскими корнями. В некоторых тюркских языках «шем» или «шеме» может означать «свеча» или «светильник». Однако в этом случае фамилия скорее имела бы форму Шемин или Шемеев, а не Шемилин. Кроме того, географически фамилия Шемилинин встречается крайне редко, в основном в центральных и южных областях России, что указывает на её исконно русское, а не заимствованное происхождение. Фамилия не дворянская и не купеческая — её носители, вероятно, были крестьянами или посадскими людьми, а прозвище Шемиля могло закрепиться за конкретным родом в одной-двух деревнях. О точных датах и известных исторических носителях данных нет — фамилия настолько редкая, что не попала в крупные справочники.