Фамилия Шемнова — женская форма, мужской вариант — Шемнов. По модели образования она типична для центральной России: суффикс -ов указывает на принадлежность («чей?» — Шемнов, то есть сын или потомок Шемна). Но вот основа — Шемн — редкая и неочевидная, поэтому у фамилии как минимум две версии происхождения.

Первая и самая вероятная: Шемн — это вариант прозвища или имени Шемяка. В древнерусских говорах «шемяка» означало сильного, крепкого человека, того, кто может «смять», «сжать» противника. Слово восходит к глаголу «шемить» (жать, давить). Фамилия Шемяков встречается часто, а Шемнов могла возникнуть как местное или диалектное переоформление той же основы: через форму Шемня → Шемн. Такое стяжение не редкость: ср. фамилии Семин (от Семён) и Семнов (от Семн).

Вторая версия — топонимическая. В некоторых областях (например, в бывшей Вятской губернии) «шем» или «шемня» называли глухой лес, чащу. Тогда Шемнов — человек, живший у такого леса или выходец из селения с похожим названием. Деревни Шемнино встречаются в Костромской и Нижегородской областях, что косвенно подтверждает географическую привязку.

С точки зрения словообразования интересен сам суффикс -н- в основе. Он может быть как остатком полного имени (Шемня → Шемн), так и суффиксом прозвища с оттенком уменьшительности или уничижительности (как в словах «глупышня», «малышня»). В любом случае, фамилия недворянская и недуховная: её носители, скорее всего, крестьяне или посадские люди из северо-восточных регионов России.

О точной дате появления документальных записей сказать сложно: в ревизских сказках XVIII–XIX веков фамилия встречается редко, что говорит о её локальном бытовании. Сейчас Шемновы рассеяны по России, но наибольшая концентрация — в Кировской и Нижегородской областях.