Фамилия Ширмагин с первого взгляда кажется простой, но её разбор сразу упирается в неочевидный корень. Перед нами типичная «-ин» фамилия, образованная по модели «чей?»: от основы на -а или согласный. Суффикс -ин указывает на принадлежность первому носителю: Ширмагин — сын Ширмаги. А вот что скрывается за словом «Ширмага» — вопрос.

Наиболее вероятная версия выводит фамилию из тюркского или финно-угорского имени. В татарском и башкирском языках есть имя Ширмак (Ширмэк), которое могло звучать в русской записи как Ширмага. Имя это, в свою очередь, восходит к арабскому «шир» — «поэзия», «стих», или же к тюркскому корню со значением «сильный», «крепкий». Менее убедительно, но возможно, что в основе лежит диалектное русское слово «ширма» — не только занавеска, но и в некоторых говорах «грубая ткань», «мешковина». Тогда Ширмагой могли прозвать торговца или портного, работавшего с таким материалом. Однако прозвищ от слова «ширма» в старых источниках почти не встречается, а вот тюркские имена в Поволжье — сплошь и рядом.

Географически фамилия Ширмагин тяготеет к Татарстану, Башкортостану и соседним областям — Оренбургской, Самарской. Это указывает на среду бытования: предки носителя фамилии, скорее всего, были крещёными татарами или башкирами, либо русскими, жившими в плотном контакте с тюркским населением. Сословно это были, как правило, государственные крестьяне или однодворцы.

Примечательна словообразовательная редкость суффикса: в русских фамилиях от тюркских основ чаще встречается -ов (Тимиров, Булатов). Вариант на -ин (Ширмагин, Агин, Урмагин) говорит о том, что исходное имя уже было адаптировано русским ухом как слово женского рода или на «а» — то есть бытовало в форме Ширмага, а не Ширмак. Это дополнительный штрих к истории ассимиляции имени в русской среде.