Фамилия Шереметцев образована от прозвища Шереметец — уменьшительной или «местной» формы к более известному имени Шеремет. В основе лежит тюркское слово, которое в русских говорах имело несколько значений. По самой распространённой версии, восходящей к исследованиям Б. Унбегауна, «шеремет» означало «человек с львиной силой» или, в переносном смысле, «отважный, могучий». Другая, менее популярная гипотеза связывает прозвище с тюркским «шери» — «сладкий», «приятный», что могло относиться к сладкоречивому или обходительному человеку.

Суффикс -цев указывает на модель образования от прозвища на -ец: Шереметец → Шереметцев. Такая форма типична для фамилий, закрепившихся в северных и центральных регионах России, где окончание -ов/-ев часто заменялось на -цев, если основа оканчивалась на -ец. Таким образом, фамилия буквально означает «сын Шереметца» или «потомок человека по прозвищу Шереметец». Встречается также вариант Шереметов — более распространённый и прямой, но Шереметцев сохраняет архаичную словообразовательную цепочку.

По сословному составу предки носителей фамилии могли быть как крестьянами, так и служилыми людьми. Прозвище Шеремет, а от него и Шереметец, встречалось в документах XVI–XVII веков среди дворян и бояр (знаменитый род Шереметевых), но в форме Шереметцев фамилия чаще фиксируется у непривилегированных слоёв — в переписных книгах Новгородской и Вологодской губерний. Это говорит о том, что прозвище было народным и не обязательно связано с аристократией.

Отдельного упоминания заслуживает редкая особенность: фамилия Шереметцев может быть «двойной производной». То есть сначала от тюркского корня возникло имя Шеремет, затем от него — уменьшительное Шереметец (как, например, Иванец от Иван), и лишь потом, через притяжательный суффикс, оформилась фамилия. Такая ступенчатая модель встречается нечасто и делает фамилию интересным примером многослойного словообразования.