Фамилия Шихмарев — одна из тех, чьё значение напрямую связано с социальным положением и бытом предка. В её основе лежит тюркское слово «ших» (шейх, шах), которое в русской среде XV–XVII веков означало не столько религиозного деятеля, сколько уважаемого, степенного человека, возможно, старшего в роду или зажиточного крестьянина. Второй корень — «марь» — спорен. Чаще всего его выводят из тюркского «мар» (змей, дракон) или из арабского «амир» (князь, повелитель), но в русской адаптации он мог просто усиливать значение: «ших-марь» — «великий шах» или «знатный змей» (как тотемное прозвище).

Суффикс -ев указывает на патронимическую модель: Шихмарев — сын Шихмаря. Так могли прозвать человека, который либо сам носил прозвище Шихмарь, либо происходил из семьи, где это имя передавалось по мужской линии. Важно, что фамилия не получила распространения по всей России — она локальна. Основной ареал — Поволжье, особенно бывшая Казанская и Симбирская губернии, где тюркское и русское население веками жило рядом. Там же встречается вариант Шихмаров, но он редок.

В отличие от фамилий на -ов, образованных от крестильных имён (Иванов, Петров), Шихмарев держится на прозвищной основе, что типично для служилых людей и крестьян-старожилов, не имевших прямого отношения к дворянству. В документах XVI–XVII веков попадаются «Шихмари» — так называли и татарских мурз, перешедших на русскую службу, и русских, получивших прозвище за связь с востоком. Например, в писцовых книгах по Арзамасскому уезду упоминается некий Шихмарь, владевший поместьем, но его потомки уже писались как Шихмаревы.

Стоит отметить, что фамилия Шихмарев не имеет отношения к «мареву» (туману) или «марать» — это народная этимология, не подтверждённая историческими данными. Настоящее значение — указание на прозвище, которое давали либо по внешнему виду (сходство с восточным старцем), либо по характеру (важный, неторопливый). Сегодня фамилия встречается редко, в основном в Нижегородской, Ульяновской областях и Татарстане. Носители, если интересуются генеалогией, часто находят предков среди крестьян-однодворцев или мелкопоместных дворян юго-востока России.