Фамилия Шухлеева — женская форма фамилии Шухлеев, и её разбор лучше начать не с корня, а с суффикса. Суффикс «-еев» в русских фамилиях встречается реже, чем привычные «-ов» и «-ев», и почти всегда указывает на основу, оканчивающуюся на мягкий согласный или «й». Здесь перед нами не исключение: основа «Шухлей» дала притяжательное прилагательное «Шухлеев» — «сын Шухлея». Форма на «-еев» (с двумя «е») закрепилась в написании, хотя в устной речи часто редуцируется.

Корень «шухл-» — тёмный и неочевидный. В русских говорах слово «шухлый» или «шухля» не зафиксировано в словарях литературного языка, но в диалектах Поволжья и севера Европейской России «шухлый» могли называть человека неопрятного, неряшливого или, наоборот, хилого, болезненного. В. И. Даль в своём словаре приводит слово «шухнуть» — «утихнуть, затихнуть», а также «шухля» как прозвище для тихони или скрытного человека. Таким образом, прозвище Шухлей могло достаться либо нерасторопному, либо скрытному и молчаливому человеку.

Вторая, менее вероятная, версия связывает фамилию с тюркскими корнями. В татарском и башкирском языках есть основа «шух» — «весёлый, бойкий, шаловливый». Если носитель фамилии происходил из среды, где были сильны тюркские влияния (например, из касимовских татар или мещеры), то Шухлей — это русифицированная форма тюркского имени или прозвища с уменьшительным русским суффиксом «-лей». Однако для фамилий с суффиксом «-еев» тюркская версия менее типична: такие фамилии чаще образовывались от славянских основ.

Географически фамилия Шухлеева встречается в основном в центральных и южных регионах России — в Воронежской, Тамбовской, Ростовской областях. Это указывает на то, что фамилия могла сложиться в среде однодворцев или государственных крестьян, а не в северных вотчинах. Сословная принадлежность предков — скорее всего, крестьянство, реже — мещанство, так как фамилия не имеет дворянских суффиксов «-ский» или «-инов».

В написании фамилии возможна путаница: в старых метрических книгах встречается вариант «Шухлеев» без удвоения, а также «Шухляев» — с «я» вместо «е» после «л». Это связано с тем, что в говорах звук «е» после мягкого согласного часто переходил в «я» (сравните: «колен» — «колян»). Современное написание «Шухлеева» закрепилось благодаря паспортной системе XX века, но в семейных преданиях может сохраниться старый говорный вариант.