Фамилия Ширмаев образована от прозвища Ширмай. В его основе лежит тюркское слово «ширма» — занавес, штора, полог. В русском языке это слово закрепилось в значении «ширма, заслонка, перегородка» и даже «козырек у кибитки». Прозвище Ширмай могли дать человеку, который торговал тканями, пологами или занимался их изготовлением. В переносном смысле «ширмой» называли укрытие, защиту — возможно, прозвище получил человек, который прятался, уклонялся от дел или, наоборот, служил чьим-то прикрытием.

Суффикс -ев указывает на патронимическую модель: Ширмаев — «сын Ширмая». Форма на -ев (а не -ов) объясняется мягкой основой исходного прозвища. В русской ономастике фамилии с таким суффиксом типичны для восточных и южных регионов, где тюркские заимствования встречались чаще.

Сложность в том, что слово «ширма» могло попасть в русскую речь разными путями. Помимо тюркского источника, есть версия о связи с немецким Schirm — «щит, защита, зонт». В XVIII–XIX веках этим словом называли навесы и козырьки, а также ремесленников, которые их делали. Однако для фамилии Ширмаев более вероятно тюркское происхождение, поскольку в русских говорах слово «ширма» в значении «занавес» фиксируется именно в южнорусских и поволжских диалектах, где контакт с тюркскими языками был интенсивным.

Фамилия редкая, встречается в основном в Поволжье и на Урале. Известны однокоренные фамилии: Ширма, Ширмин, Ширманов. Ударение, скорее всего, падает на второй слог — Ширма́ев, хотя в отдельных говорах возможен вариант Ши́рмаев. Встречаются написания через «о» — Шормаев, что подтверждает диалектное аканье и нечёткое произношение безударного «и».