Фамилия Ширыхалов — редкий случай, когда прозвище, лёгшее в основу, почти наверняка связано с тюркским языком. Корень «ширых» или «шырых» восходит к тюркскому слову со значением «трещина», «щель», «дыра», а в переносном смысле — «прореха», «изъян». Прозвище Ширых (или Ширыхал) могли дать человеку небрежному, неряшливому, либо тому, у кого вечно была рваная одежда. В русских говорах слово не закрепилось, что и указывает на южный или восточный источник фамилии.

Фамилия образована по стандартной русской модели: к основе Ширыхал прибавили патронимический суффикс -ов, означающий «сын Ширыхала». Встречается вариант Ширыхалов, а не Ширыхалин, что типично для фамилий на твердый согласный. Сама форма Ширыхал — это, скорее всего, тюркское имя или прозвище, адаптированное русским окончанием -ал, как у фамилий Байкалов или Курбалов.

Географически фамилия тяготеет к югу России и Поволжью, где исторически было сильное тюркское влияние, а также к казачьим областям. Встречаются Ширыхаловы в Ростовской, Волгоградской областях и в Ставрополье. Это косвенно подтверждает версию о происхождении от прозвища, данного в среде донских или кубанских казаков, где контакты с тюркоязычным населением были повседневностью.

В словарях русских фамилий Ширыхалов не упоминается, что говорит о её локальном, недворянском характере. Носители фамилии, скорее всего, были крестьянами или казаками, а не служилыми людьми. Единственная известная публичная фигура с такой фамилией — спортсмен из Волгограда, но в целом фамилия остаётся малочисленной и нераспространённой.