Фамилия Шемягина — женская форма фамилии Шемягин, а та, в свою очередь, образована от прозвища или нецерковного имени Шемяга. Это характерная русская модель на -ин, указывающая на принадлежность: Шемягин буквально означает «сын Шемяги» или «человек из рода Шемяги». Суффикс -ин в русских фамилиях обычно присоединялся к основам на -а/-я, что и произошло здесь.

Корень слова — «шемяг-» — вызывает споры. Самая правдоподобная версия связывает его с глаголом «шемячить» или «шемелить», который в русских говорах означал «мять, комкать, давить». Соответственно, Шемягой могли прозвать человека, который мял лен или кожи (ремесленника-валяльщика), либо просто неряшливого, небрежного человека, который всё мнет. Есть и другая версия: от слова «шемяга» — так в некоторых регионах называли щенка или маленькую собаку, что могло быть шутливым прозвищем для ребенка или невысокого ростом человека.

В историческом контексте фамилия не относится к аристократическим. Скорее всего, первые носители были крестьянами или посадскими людьми, которым дали прозвище по занятию или внешности. Встречается она преимущественно в центральных и северных областях России. Любопытно, что фамилия Шемягин (и её женская форма) не связана напрямую с известным князем Дмитрием Шемякой — там корень другой (шемяка от «шумный» или «шея»). А вот однокоренные фамилии — Шемякин, Шемяков — могут иметь ту же основу, но с разными суффиксами, что говорит о разных ветвях одного прозвища.