Фамилия Ширшулина — редкий случай, когда прозвище, лёгшее в основу, почти наверняка звуковое, а не смысловое. Корень «ширш-» не имеет ясного славянского значения и не выводится из древнерусских слов. Скорее всего, это подражание шипящему, шуршащему звуку — например, тому, что издаёт сухая трава, листва, ткань или змея. В русских говорах слово «ширш» или «ширша» не зафиксировано как самостоятельное, но в диалектах есть близкие по звучанию глаголы: «ширшать» — шуршать, шелестеть, издавать глухой шум. Прозвище Ширша могли дать человеку с тихим голосом, неразборчивой речью или тому, кто постоянно возился с чем-то шуршащим — например, с сеном или тканью.

Суффикс -улин указывает на принадлежность: Ширшуля — уменьшительно-уничижительная форма от прозвища Ширша. В русской антропонимии модель на -уля часто использовалась для детей или младших членов семьи, а затем закреплялась как фамильное прозвище. То есть сначала человека называли Ширша, потом его сына — Ширшуля, а внука уже записывали как Ширшулин. Фамилия образована по продуктивной модели: основа на -а, суффикс -ин. Это типичная «матронимическая» или «прозвищная» фамилия, характерная для северных и центральных областей России, где широко бытовали формы на -ин.

Географически фамилия Ширшулина встречается спорадически, без ярко выраженного ареала. Единичные записи есть в Вологодской, Кировской и Пермской областях — регионах, где хорошо сохранились диалектные прозвища и где звукоподражательные корни не редкость. Встречается и написание через «ы» — Шыршулина, что может указывать на местное произношение с твёрдым шипящим.

Версия о связи с тюркскими корнями (от «шир» — лев или «ширван») маловероятна: для фамилий тюркского происхождения характерны другие суффиксы и огласовки. Скорее всего, перед нами чисто русское звукоподражательное прозвище, которое закрепилось в одной из ветвей рода и дошло до наших дней в форме на -ин.