Фамилия Ширкеев с большой вероятностью образована от тюркского имени Ширкей. В основе лежит арабское слово «ширк» — многобожие, язычество, но в именах тюркских народов оно не несло отрицательного смысла, а скорее указывало на древнее, доисламское происхождение рода. Имя Ширкей, как и многие другие имена с корнем «ширк», давали, чтобы подчеркнуть связь с языческими предками или как оберег.

Модель образования простая: к основе Ширкей добавили русский патронимический суффикс -ев, который в XVI–XVII веках закрепился за многими фамилиями татарского, башкирского и других тюркских народов, вошедших в состав Российского государства. Суффикс -ев, а не -ов, указывает на то, что основа оканчивалась на мягкий согласный или й. Фамилия означает «сын Ширкея».

Встречается фамилия в основном в Поволжье — в Татарстане, Башкортостане, а также в Оренбургской и Самарской областях. Это зона расселения татар-мишарей и башкир, где подобные антропонимы — обычное дело. В некоторых говорах фамилия могла писаться через «и» — Ширкеев, но встречается и вариант Ширкаев, где «а» отражает местное произношение.

Сословно предки Ширкеевых, скорее всего, относились к служилым татарам или государственным крестьянам. Дворянских родов с такой фамилией в «Родословных книгах» не зафиксировано, хотя отдельные представители могли дослужиться до мелкопоместного дворянства за службу. В советское время фамилия не терялась, но и массовой не стала — по переписи 2002 года в России насчитывалось около полутора тысяч носителей.