Фамилия Ширмухаметов — редкий пример того, как в русской фамилии скрестились тюркский корень и исламская традиция, причём в неожиданном сочетании. В основе лежит сложное имя, которое состоит из двух частей: «шир» (от персидского šīr — «лев») и «Мухамет» (народная форма имени Мухаммад). Получается «Лев Мухаммада» или, в более образном прочтении, «Мухаммад-лев». Это имя давали в татарской и башкирской среде, где популярны были составные имена с яркой характеристикой: Ширмухамет, Ширгази, Ширхан.

Суффикс -ов указывает на то, что фамилия формировалась в русской языковой среде по стандартной модели «чей?» — то есть «сын Ширмухамета». Такие фамилии закрепились у татар, башкир, отчасти у казахов и других тюркских народов Поволжья и Приуралья в XIX — начале XX века, когда массово появлялись метрические записи и переписи.

Интересная деталь: в отличие от многих арабских и персидских имён, где «шир» встречается редко, в татарском именнике он давал дополнительный оттенок — лев считался символом храбрости и силы. Поэтому Ширмухаметовы могли происходить из семей, где ценили воинскую доблесть, либо из духовных кругов — имя с «Мухаммадом» часто давали в честь пророка, усиливая его эпитетом.

Географически фамилия наиболее распространена в Татарстане, Башкортостане и Оренбургской области. Встречается и в Челябинской области, куда переселялись башкиры и татары в XVIII–XIX веках. Варианты написания — Ширмухамметов (с удвоенной «м») — встречаются реже, но тоже возможны, так как в татарском произношении согласная может звучать долго.

Сословно Ширмухаметовы могли быть как крестьянами-тептярами (сословие нерусских народов Урала), так и торговцами или муллами. Точных данных о дворянстве нет — фамилия не попала в родословные книги Российской империи, что типично для поздних фамилий из нерусской среды.