Фамилия Шемолин — редкий пример, где внешне привычная модель на -ин скрывает неочевидную основу. Если отбросить суффикс, остаётся корень Шемол-. В русской ономастике такая основа почти не встречается, и это сразу подсказывает, что фамилия могла возникнуть не из великорусского центра, а на стыке культур или в результате искажения более распространённого имени.

Самая вероятная версия ведёт к крестильному имени Шемяка, которое в старину было нередким. Шемякой называли человека с тёмным пятном, родинкой на лице или просто смуглого — от тюркского «шема» (пятно, родинка). Уменьшительная форма Шемоля (по аналогии с Коля от Николай) дала бы Шемолин — «сын Шемоли». Подтверждает это и бытование фамилий Шемякин, Шемяков, а также географическая привязка: Шемолины встречаются в Вятском крае и на Урале, где в XV–XVII веках было сильно влияние татарских и финно-угорских имён.

Менее убедительна, но возможна связь с диалектным глаголом «шемолить» — говорить невнятно, бормотать. В северных говорах так могли прозвать неразборчивого в речи человека. Однако эта версия слабее: глагол редок, и от него логичнее было бы образовать Шемолин, а не Шемолин, да и суффикс -ин в таких прозвищах нехарактерен.

Суффикс -ин в фамилии указывает на принадлежность: «чей?» — Шемолин, то есть из семьи Шемоли. Такая модель типична для русских фамилий, образованных от прозвищ или имён, оканчивающихся на -а/-я. В отличие от фамилий на -ов, которые часто давались по отцу (Иванов — сын Ивана), -ин чаще указывал на мать или на прозвище, но в данном случае — просто на личное имя основателя рода.

Таким образом, Шемолин — скорее всего потомок человека по прозвищу Шемоля (из Шемяка), жившего в зоне контакта русских с тюркскими народами. Фамилия редкая, но не единичная: в современных базах встречается в Кировской области и Пермском крае, что подтверждает её вятско-уральские корни.