Фамилия Шемшедимнов — редкая и нестандартная по звучанию. Она явно не вписывается в ряд типичных русских фамилий на -ов, образованных от крестильных имён (Иванов, Петров) или названий профессий (Кузнецов). Её основа — Шемшедим — указывает на восточное, скорее всего тюркское, происхождение.

Наиболее вероятная версия связывает фамилию с именем или прозвищем Шемшедим, которое представляет собой сложение двух арабских корней, вошедших в тюркские языки: «шемш» (شمس) — «солнце» и «дим» (دين) — «вера, религия». Вместе это даёт значение «солнце веры» или «светоч религии». Такие составные имена (с элементом «дин») были распространены в мусульманской среде: Нур-ад-дин (свет веры), Шамс-ад-дин (солнце веры). Шемшедим — это, скорее всего, русифицированная форма имени Шамс-ад-дин или Шемсетдин, которая бытовала у татар, башкир или других тюркских народов Поволжья.

Откуда же взялся суффикс -нов? В русской среде фамилии от тюркских имён часто оформляли по продуктивной модели: к основе добавляли -ов. В данном случае к основе Шемшедим приросло -нов, а не просто -ов. Это могло произойти из-за того, что исходная фамилия Шемшединов (от Шемшедин + -ов) в какой-то момент «нарастила» дополнительное -н- по аналогии с фамилиями вроде Сарафанов или Романов, где основа кончается на -ан. Либо носитель фамилии был записан как Шемшедимнов, чтобы избежать путаницы с фамилией Шемшединов, если в одной местности жили два разных рода.

Географически фамилия тяготеет к регионам, где исторически было смешанное русско-татарское население: бывшая Казанская, Симбирская, Оренбургская губернии. Предки Шемшедимновых могли быть крещёными татарами или выходцами из служилых татар, которые после принятия православия получали фамилии от своих прежних мусульманских имён. Реже встречается версия, что в основе лежит прозвище Шемшедим, данное человеку за какой-то внешний признак (например, рыжие волосы, ассоциирующиеся с солнцем), но это менее правдоподобно, так как имя Шамс-ад-дин — известный антропоним.

Таким образом, Шемшедимновы — это потомки человека, которого звали «Солнцем веры», а сама фамилия — наглядный пример того, как восточное имя обрастало русскими суффиксами и адаптировалось к местной традиции.