Фамилия Ширенгова — женская форма фамилии Ширенгов, и ее разбор стоит начать с мужского варианта. Основа «Ширенг» — редкая и неочевидная. Скорее всего, она восходит к прозвищу или имени из тюркских языков, где корень «шир» или «ширен» может означать «лев» (в персидском и тюркском «шир») или «сладкий, приятный» (в монгольских языках «ширин»). Вторая часть — «-енг» — могла быть тюркским суффиксом принадлежности или диалектным окончанием, образующим прилагательное. Таким образом, прозвище Ширенг могло означать «львиный», «сильный как лев» или, наоборот, «сладкозвучный», «ласковый».

Модель образования фамилии проста: к основе на твердый согласный (-нг) добавили русский патронимический суффикс -ов, что типично для фамилий, возникших в среде, где русские родовые окончания накладывались на иноязычные прозвища. Такое часто встречалось в Поволжье, на Урале и в Сибири — в зонах контакта русских с татарами, башкирами, калмыками или бурятами. Суффикс -ов указывает на то, что фамилия закрепилась не позднее XVII–XVIII веков, когда шла массовая русификация нерусских имен.

Географически фамилия Ширенгова (и Ширенгов) встречается преимущественно в восточных регионах России — в Забайкалье, Бурятии, Иркутской области. Это наводит на мысль о бурятском или монгольском следе: в бурятском языке «шэрэнгэ» значит «остролистый» или «колючий», что могло стать прозвищем для человека с резким характером или внешностью. В таком случае фамилия — калька с местного прозвища, адаптированная русским окончанием.

Сословно предки носителей фамилии могли быть крестьянами или казаками, реже — мещанами. Дворянских родов Ширенговых в дореволюционных родословных книгах не зафиксировано, что типично для фамилий, образованных от прозвищ в среде простого народа. Уникальность фамилии в том, что она сохранила редкий тюрко-монгольский корень, который почти не встречается в других русских фамилиях, — это не Ширин (от сладкого), а именно Ширенг, с твердым окончанием, что делает ее ономастической редкостью.