Фамилия Шемпелов — редкий случай, когда корень слова почти наверняка ведёт в польский или белорусский язык. Основа «шемпель» (или «szempeł») в восточнославянских говорах почти не встречается, зато в польском «szempać» означало «шепелявить», «шамкать», «невнятно говорить». Человек, получивший прозвище Шемпель, скорее всего, обладал нечёткой речью — либо картавил, либо говорил тихо и неразборчиво. Суффикс -ов указывает на стандартную русскую модель образования: «чей сын?» — Шемпелов, то есть потомок Шемпеля.

Версия о немецком происхождении (от «Schimpel» — уменьшительное от «Schimpf», «шутка», «насмешка») менее вероятна: фамилия не встречается в немецких колониях Поволжья или Причерноморья, а вот в западнорусских и белорусских метриках XVIII–XIX веков прозвище Шемпель фиксируется. Географически фамилия Шемпелов сегодня сосредоточена в основном в центральных областях России, особенно в Тверской и Смоленской, что косвенно подтверждает движение с запада на восток вместе с носителями говоров.

Интересная деталь: в некоторых местных говорах «шемпель» могли называть не только человека, но и предмет — например, болтуна или пустомелю. Это придаёт фамилии дополнительный оттенок: предок мог быть не просто косноязычным, а тем, кто «мелет языком без умолку». В любом случае, прозвище звучало необидно, скорее бытовое, как сотни других — по внешности или поведению.

Словообразовательная модель проста: корень «шемпел-» плюс типичный русский суффикс принадлежности. Никаких редких суффиксов вроде -ич или -ский, только -ов, что говорит о позднем оформлении фамилии — скорее всего, в XVII–XVIII веках, когда крестьяне и посадские люди массово получали фамилии по отцу. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано, Шемпеловы — почти наверняка крестьянский или мещанский род.