Фамилия Шемионов — одна из тех, где прозрачная на первый взгляд основа обманчива. Если отбросить типичный русский суффикс -ов, указывающий на принадлежность («чей?» — сын Шемиона), остаётся имя Шемион. В официальном церковном календаре такого имени нет. Ближайший аналог — Семён (Симеон), но замена начального С на Ш в русской ономастике встречается редко и почти всегда имеет объяснение.

Скорее всего, перед нами не каноническое, а просторечное или диалектное произношение имени Семён. В некоторых северных и южнорусских говорах звук «с» перед мягкими согласными мог переходить в «ш»: отсюда Шемён вместо Семён. Второй вариант — иноязычное происхождение. У тюркских народов есть имя Шамион (от арабского «шами» — сирийский, дамасский), которое при русификации могло дать фамилию Шемионов. В этом случае суффикс -ов уже русский, добавленный к заимствованной основе.

Модель образования фамилии говорит о том, что предок носителя звался Шемионом — либо в обиходе, либо по документам, если писарь записал имя на слух. Поскольку фамилия редкая и не встречается в массовых списках дворянских родов, её носители, скорее всего, были крестьянами или мещанами. Фамилия закрепилась в нескольких регионах: единичные случаи известны в бывших Смоленской и Пензенской губерниях, а также среди старообрядцев — там нестандартные формы имён держались дольше.

Интересная деталь: в некоторых переписях XIX века фамилию писали как Шеминов, без второго «о». Вставка гласной «о» между корнем и суффиксом (Шемион-ов вместо Шемин-ов) — признак того, что носители сами настаивали на полной форме имени-основы, чтобы отличаться от однофамильцев с более коротким написанием. Таким образом, фамилия Шемионов — не искажение, а точная фиксация разговорного варианта имени, который не прижился в официальном обиходе, но остался в родовой памяти.