Фамилия Шихворостова — один из тех случаев, где корень слова обманчиво прост, а значение прячется за диалектными и историческими наслоениями. На первый взгляд она напоминает сложные фамилии вроде Широкоротова или Кривошеева, где первая часть — прилагательное, а вторая — существительное. Но «ших» — не прилагательное. Это либо искажённое тюркское «ших» (шейх, духовный лидер, старейшина), либо южнорусское диалектное «шиха́н» — холм, курган, заметная возвышенность. Вторая часть, «ворост», скорее всего, не имеет отношения к «хворосту» (сухим веткам). В русских говорах «ворост» или «ворость» означало резвость, проворство, бойкость, а иногда — задиристость. Таким образом, самая вероятная версия: Шихворост — прозвище подвижного, бойкого человека, которого для колорита сравнили с «шиханом» (видным, заметным), либо прозвище с первым тюркским компонентом, где «ших» подчёркивало важность или старшинство.

Модель образования стандартна для восточнославянских фамилий: суффикс -ов- указывает на принадлежность («чей?» — Шихворостов). Женская форма Шихворостова — это вариант, закрепившийся за женой или дочерью носителя мужского прозвища. Фамилия редкая и географически привязана к югу России, особенно к Ростовской области и Ставрополью, где тюркские заимствования в говорах — обычное дело, а диалект сохранил слово «ворост» в значении «ловкость». В центральных и северных регионах России фамилия почти не встречается.

Спорный момент — могла ли фамилия произойти от топонима. В Поволжье есть несколько урочищ с названием Шихан, но чтобы к ним прибавлялось «ворост» — таких названий нет. Поэтому версия о происхождении от личного прозвища убедительнее: прозвище Шихворост, скорее всего, дали человеку с заметным характером — быстрому, резкому, возможно, вспыльчивому. Суффикс -ов- превратил прозвище в родовое имя, и к XIX веку, когда фамилии стали обязательными для всех сословий, оно закрепилось за потомками этого человека.

В отличие от фамилий, образованных от церковных имён (Иванов, Петров), Шихворостова несёт отпечаток неформальной, уличной среды: её давали не в церкви, а в общине, и она точно описывала человека, а не его святого покровителя.