Фамилия Шихалова — женская форма фамилии Шихалов, и её происхождение стоит искать в мужском прозвище или имени, лёгшем в основу. Самая вероятная версия связывает фамилию с тюркским корнем «ших» (или «шах», «шейх») — так в мусульманских народах называли духовного наставника, старейшину или уважаемого человека. В русских говорах слово «шихан» имело и другое значение — так называли одинокий холм, курган или бугор, особенно в Поволжье и на Урале. Прозвище Шихан могли дать либо человеку с восточными корнями или родством (например, выходцу из татарской или башкирской среды), либо высокому, заметному человеку — по аналогии с возвышенностью.

Суффикс «-ов» в фамилии Шихалов указывает на типичную русскую модель образования от прозвищ и имён: Шихан — Шихалов, то есть «сын Шихана» или «принадлежащий Шихану». Менее распространённая, но допустимая версия — происхождение от личного имени Шихал, которое могло быть вариантом крестильного имени (например, искажённое от Сихаил или Шихаил), но документальных подтверждений этому нет. В любом случае, фамилия не является ни редкой, ни массовой — она встречается в основном в регионах, где исторически смешивались славянское и тюркское население: в Татарстане, Башкирии, Оренбургской и Челябинской областях.

В отличие от фамилий на «-ин» (от основ на -а, -я), модель с «-ов» характерна для прозвищ на твёрдый согласный. Поэтому «Шихалова» не стоит путать с похожей по звучанию, но другой по происхождению фамилией Шихалина — та могла образоваться от имени Шихала или через суффикс принадлежности. Носители фамилии Шихалова, скорее всего, были крестьянами или служилыми людьми, получившими прозвище от соседей или при переписи, и закрепившими его за родом. Точных сведений о дворянском происхождении этой фамилии нет — в родословных книгах она не значится.