Фамилия Ширгалиева — женская форма, мужской вариант — Ширгалиев. В основе лежит составное мусульманское имя Ширгали, которое восходит к двум тюрко-персидским корням: «шир» (лев) и «гали» (высокий, великий, дорогой). В буквальном прочтении имя означает «лев-великий» или «благородный лев» — типичная для восточной ономастики хвалебная конструкция, подчёркивающая силу и достоинство носителя.

Фамилия образована по русской патронимической модели: к основе Ширгали добавили суффикс -ев (фонетический вариант -ов после мягкого согласного). Так в XIX–XX веках оформляли фамилии у тюркских народов Российской империи — татар, башкир, казахов, ногайцев. Суффикс указывал на принадлежность: Ширгалиев буквально значит «сын Ширгали», а Ширгалиева — «дочь/жена Ширгали».

Географически фамилия чаще всего встречается в Татарстане, Башкортостане и Оренбургской области, реже — в Челябинской и Самарской. Это зона расселения волго-уральских татар и башкир, где составные имена с «шир» были распространены. В дореволюционных переписях Ширгалиевы могли числиться как государственные крестьяне, тептяри или мещане — сословный состав был пёстрым, но преобладали сельские жители.

У фамилии есть однокоренные параллели: Ширгазин (от имени Ширгази — «лев-воин»), Ширгалеев (вариант с другим суффиксом). Встречается также написание через «а» — Шаргалиев, что связано с диалектным произношением в некоторых говорах татарского языка. Сведений о дворянском происхождении или массовом переселении носителей фамилии за пределы традиционных регионов нет — это фамилия, крепко привязанная к Поволжью и Приуралью.