Фамилия Ширкаев образована по самой распространённой в русской ономастике модели: от прозвища или имени через суффикс принадлежности -ев. Формант -ев, а не -ов, указывает на то, что основа оканчивалась на мягкий согласный или шипящий. В данном случае основа — Ширкай.

Что скрывается за этим прозвищем? Самая прямая версия ведёт к тюркским корням, что типично для фамилий, возникших в зонах активных русско-тюркских контактов — в Поволжье, Приуралье, на южных окраинах. В тюркских языках есть основа «шир» или «шер», означающая «лев» (ср. Шер-хан, Ширали). Прозвище Ширкай могло означать «львёнок», «подобный льву» — смелый, сильный, властный человек. Суффикс -кай в тюркских именах часто придаёт ласкательный или уменьшительный оттенок.

Менее вероятна, но возможна версия от русского диалектного слова «ширкать» — тереть, скрести, издавать шуршащий звук. В этом случае Ширкаем могли прозвать человека с характерной шаркающей походкой, либо того, кто занимался каким-то монотонным ремеслом, связанным с трением (например, драл лыко или обрабатывал кожу). Однако эта версия слабее: для русского уха прозвище Ширкай звучит нехарактерно, а глагол «ширкать» имеет более позднюю фиксацию.

Фамилия редкая, не входит в число распространённых. Её география, судя по данным современных телефонных справочников и архивных записей, тяготеет к Оренбургской области, Башкортостану и Татарстану. Это косвенно подтверждает тюркскую версию происхождения: именно в этих краях активно смешивались русские переселенцы и местные тюркоязычные народы, и фамилии на -ев от тюркских прозвищ — обычное дело.

Изначально фамилия была отчеством: сын Ширкая — Ширкаев. Записанный в ревизских сказках Ширкай, скорее всего, не был дворянином. Фамилия сформировалась в крестьянской или казачьей среде, где прозвища давали метко и на всю жизнь. Со временем прозвище забылось, а фамилия осталась, неся в себе память о предке, которого за что-то сравнивали со львом.