Фамилия Шемятихина — женская форма фамилии Шемятихин, и её разбор стоит начать с не самого частого суффикса -ихин. В русской ономастике суффикс -ихин (как и -ихин) обычно указывает на принадлежность к женщине: «чей?» — «Шемятихин», то есть сын или потомок Шемятихи. А сама Шемятиха — это, скорее всего, жена человека по прозвищу Шемята или Шемяка.

Основа фамилии — прозвище Шемяка. В древнерусском языке «шемяка» означало человека, который «шемит» — то есть мнёт, давит, насилует, обижает. В словарях Даля и Фасмера прослеживается связь с глаголом «шемить» (жать, сжимать, теснить). Прозвище Шемяка давали либо драчуну и задире, либо, напротив, человеку с сильной хваткой, который не упускал своего. Известен исторический персонаж — князь Дмитрий Шемяка, участник междоусобной войны XV века, что закрепило прозвище в народной памяти.

Фамилия Шемятихин, а значит и Шемятихина, образована по типичной для северных и центральных областей России модели: сначала от мужского прозвища Шемяка образовалось женское Шемятиха (жена Шемяки), а затем от неё — фамилия для детей и домочадцев. Такие фамилии на -ихин (как Шемятихин, Кузьмихин, Петрихин) особенно распространены в бывших новгородских и вятских землях, где патронимическая система дольше сохраняла привязку к материнскому имени.

Таким образом, носительница фамилии Шемятихина может вести род от женщины по имени или прозвищу Шемятиха, а та, в свою очередь, была женой человека с прозвищем Шемяка. Прямое значение фамилии — «потомок жены Шемяки». Другие версии, связывающие фамилию с тюркским корнем «шем» (свеча) или с географическим названием, менее правдоподобны, так как не объясняют характерный суффикс -ихин, который однозначно указывает на русскую патронимическую модель.