Фамилия Шолмина — женская форма фамилии Шолмин, а та, вероятнее всего, восходит к прозвищу или нецерковному имени Шолма. В русской ономастике это редкий случай, когда основа не имеет очевидного славянского корня и не связана с распространёнными крестильными именами.

Слово «шолма» в диалектах русского языка не зафиксировано. Однако можно предположить тюркское происхождение основы. В тюркских языках «шол» может означать «левый», «ложный» или «неправильный». Прозвище Шолма в таком случае могли дать человеку с некой особенностью — например, левше или тому, кто отличался странным, нестандартным поведением. Вторая версия отсылает к географическому названию: в некоторых регионах Поволжья и Приуралья встречаются топонимы с корнем «шолм» (например, река Шолма в Кировской области). Тогда фамилия могла возникнуть у выходца из этих мест.

Суффикс -ин указывает на принадлежность: Шолмин — сын Шолмы. Эта модель образования типична для русских фамилий из северных и центральных губерний, где -ин так же распространён, как -ов. Социальный состав носителей мог быть любым: от крестьян до служилых людей. В переписных книгах XVII века фамилии на -ин нередко фиксировались у посадских и черносошных крестьян Русского Севера.

Однокоренных фамилий в русском языке почти нет, что делает Шолмина уникальным случаем. Встречается она преимущественно в центральной России, а также в регионах с историческим тюркским влиянием — в Татарстане, Башкортостане, Удмуртии. Изменение ударения (Шо́лмина или Шолмина́) может указывать на разную региональную традицию произношения, но точных данных по этому вопросу нет.