Фамилия Самакаев образована по одной из самых распространённых в русской ономастике моделей: основа + суффикс -ев (фонетический вариант -ов после мягких и шипящих согласных). Эта модель типична для фамилий, возникших из отчеств: «чей?» — Самакаев, то есть сын Самакая. Значит, ключ к происхождению — в имени или прозвище Самакай.

Основа Самакай — тюркская, и это главный ориентир. В тюркских языках (татарском, башкирском, казахском, ногайском) имя Самакай (или Самакай) могло сложиться из двух частей: «сама» (в значении «небо», «высь» или как вариант имени Самад — «вечный») и уменьшительно-ласкательного аффикса -кай/-гай. Такие имена с компонентом «сама» встречаются в мусульманских родословных, но чаще всего это прозвище от слова «самак» (рыба) в тюркских диалектах. Самакай — «рыбка», «маленькая рыбка», прозвище рыбака или человека с соответствующей внешностью (скользкий, верткий, молчаливый, как рыба). Версия с «рыбой» выглядит правдоподобнее, так как прозвища от названий животных и рыб в тюркской среде были массовыми и легко закреплялись в качестве родового имени.

География фамилии указывает на Поволжье и Приуралье — зону активных русско-тюркских контактов. Самакаевы встречаются среди татар, башкир, а также в русских семьях, ведущих род от крещёных татар или башкир. В дореволюционных метрических книгах Оренбургской, Уфимской и Казанской губерний фамилия фиксируется с середины XIX века, что совпадает с периодом массового закрепления фамилий у нерусского населения.

Словообразовательная модель на -аев/-аев (а не на -ов) встречается реже, чем типичные -ов/-ев, и характерна для фамилий, где основа оканчивалась на -ай, -ей, -ай. В русском языке суффикс -ев (после гласного и -й) — стандарт: Самакай → Самакаев. Это не ошибка и не редкий вариант, а чёткое фонетическое правило.

Социальный контекст: носители фамилии Самакаев в XIX веке в основном были государственными крестьянами (не крепостными) или тептярами — сословием, близким к башкирам и татарам, платившим подать, но не находившимся в личной зависимости. Это объясняет, почему фамилия не получила широкого распространения в центральных русских губерниях, где преобладало крепостное право.

Таким образом, Самакаев — фамилия тюркского происхождения, скорее всего от прозвища Самакай («рыбка»), закрепившаяся у татар и башкир в форме русского отчества.