Фамилия Шимаенкова образована от мужского прозвища или имени Шимаенок. В основе лежит корень «Шим-», который восходит к каноническому крестильному имени Ефим (от древнегреческого «эупхемос» — благочестивый, благоговейный). В народной речи имя Ефим сокращали до просторечных форм Шима, Шимка, Шимай, а далее, по модели украинского и белорусского словообразования, к основе добавляли суффикс «-енок» (уменьшительно-ласкательное или указывающее на молодость). Так появилось прозвище Шимаенок — «маленький Шима» или «сын Шимы». Фамилия Шимаенкова — это женская форма от Шимаенков, то есть «жена или дочь Шимаенка».

Суффикс «-енок» (в русской передаче часто «-ёнок») типичен для восточнославянских фамилий, особенно распространённых на территории современной Беларуси и юго-западных областей России (Смоленщина, Брянщина). Такие фамилии обычно фиксируют не профессию, а родственную связь: они отвечали на вопрос «чей?» — «шимаенков» означало «принадлежащий Шимаенку». Впоследствии окончание «-ов» закрепилось как стандартный фамильный суффикс, и форма Шимаенков стала привычной для документов.

Встречаются и варианты написания с одной «н» — Шимаенкова, что объясняется упрощением в бытовой записи или диалектными особенностями произношения. Единого ударения в фамилии нет: в разных семьях могут произносить как Шима́енкова (с ударением на второй слог), так и Шимаенко́ва (на четвёртый).

По сословной принадлежности носители фамилии в XIX веке чаще всего были крестьянами или мещанами. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано. В переписях и метрических книгах фамилия встречается преимущественно в западных губерниях Российской империи — Могилёвской, Витебской, а также в Смоленской.

Ономастический словарь Б. Унбегауна не содержит прямого разбора фамилии Шимаенков, но типологически она относится к группе «патронимов на -енок» от народных форм имени Ефим. Близкие по структуре фамилии — Шиманович, Шимаков, Шиманов. Таким образом, корни фамилии — в просторечном переосмыслении церковного имени, а её география указывает на западнорусское или белорусское происхождение предков.