Фамилия Шпирнова — женская форма, а её мужской вариант Шпирнов. Это относительно редкая фамилия, и её происхождение не лежит на поверхности, что делает разбор особенно интересным. В основе, скорее всего, лежит нецерковное прозвище или диалектное слово, а не крестильное имя.

Самый вероятный источник — глагол «шпирить» или существительное «шпир». В русских говорах, особенно северных и сибирских, «шпирить» означало «колоть, протыкать, втыкать», а также «смотреть пристально, впиваться взглядом». Отсюда «шпира» — заноза, колючка, или же человек с острым, пронизывающим взглядом, колкий на язык. Прозвище Шпир могли дать либо мастеру, работающему с шипами, иглами, либо человеку с тяжелым, «колючим» характером. В этом случае фамилия образована по стандартной модели: прозвище Шпир плюс патронимический суффикс -ов, указывающий на принадлежность («чей?» — «Шпиров сын»). Форма Шпирнов (с -н-) — результат фонетического изменения или вариант, закрепившийся в документах.

Менее распространённая, но возможная версия — связь с немецкой фамилией Spier (Шпир) или её производными. Немецкое Spier означает «остриё, колосок», а также «копьё». В России XVIII–XIX веков было много немецких колонистов и специалистов, чьи фамилии русифицировались. В этом случае Шпирнов — это обрусевшая форма от немецкого корня, адаптированная под славянский суффикс -ов. Однако для подтверждения этой гипотезы нужны генеалогические данные — концентрация фамилии в местах компактного проживания немцев (Поволжье, Петербургская губерния).

Словообразовательный суффикс -ов типичен для русских фамилий, образованных от прозвищ или названий профессий. Он указывает на то, что фамилия сложилась в среде крестьян или мещан, где основой служило мирское имя главы семьи. Фамилия Шпирнова, таким образом, недвусмысленно отвечает на вопрос «чей ты будешь?» — из рода Шпира.

В ономастических справочниках фамилия не относится к числу подробно описанных, но сам корень «шпир» встречается в русских говорах и фамилиях (например, Шпирёв, Шпирин). Это редкий случай, когда прозвище, скорее всего, несло яркую характеристику внешности или поведения, а не указывало на ремесло. Если искать однокоренные фамилии, стоит обратить внимание на Шпирёв (с тем же корнем, но другим суффиксом) — они могли возникнуть в одном регионе независимо друг от друга.