Фамилия Ширтанова — женская форма мужской фамилии Ширтанов. Её основа, скорее всего, связана с прозвищем или именем Ширтан, которое могло возникнуть из двух разных источников.

Первый и самый прямой путь — от тюркских языков, где слово «шир» или «ширт» может означать «острый», «резкий», а также «прыщ» или «трещина». В таком случае Ширтаном могли прозвать человека с резким характером или, в бытовом смысле, обладателя какой-то заметной особенности внешности. Вторая версия — от диалектного русского слова «ширтать» (ковырять, рыться, возиться), что дало бы прозвище Ширтан — кропотливый, дотошный человек, или, наоборот, тот, кто постоянно «ковыряется» без толку.

Суффикс -ов указывает на классическую русскую патронимическую модель: Ширтанов — сын Ширтана. Фамилия редкая, её географическое распространение, по данным открытых источников, тяготеет к регионам Поволжья и Урала, где исторически сильны тюркские влияния (Татарстан, Башкортостан, Оренбургская область). Это делает тюркскую версию происхождения более правдоподобной, чем чисто славянскую. Сословно предки Ширтановых могли быть как крестьянами, так и служилыми людьми — в этих краях фамилии на -ов часто получали и те, и другие, без резкой привязки к дворянству. Фамилия не попала в известные справочники боярских и дворянских родов, что говорит о её простонародном или позднем происхождении.