Фамилия Самарцэва — редкий случай, когда написание выдаёт географию бытования точнее, чем корень. Сочетание «цэ» твёрдое, не смягчённое, характерно для южнорусских и украинских говоров, а также для белорусского и польского языков. В русском литературном языке на месте «цэ» обычно пишут «це» или «ца». Поэтому носитель фамилии с таким написанием почти наверняка происходит из региона, где сохраняется твёрдое произношение аффрикаты «ц»: это может быть Курская, Воронежская, Ростовская области, Украина или Беларусь.

Основа фамилии — Самар(а) или Самар(ец). Если отталкиваться от топонима, то прямой путь — к реке Самара (левый приток Днепра) или к городу Самара на Волге. Однако фамилия Самарцэва с суффиксом -эв- (а не -ов-) указывает на то, что исходное слово оканчивалось на мягкий согласный или на -ец. Вероятнее всего, в основе лежит прозвище Самарец — человек, пришедший с Самары, то есть либо с берегов реки в Приднепровье, либо из самого города Самара. В XVII–XVIII веках на южных рубежах России и Украины «самарцами» называли казаков и поселенцев с реки Самары (ныне Днепропетровская область Украины). В таком случае Самарцэва — это женская форма от Самарцев, а мужской вариант — Самарцев или Самарцэв.

Суффикс -ц- в основе (Самар-ец → Самарц-) типичен для фамилий, образованных от названий жителей по месту: москвич — Москвичёв, самарец — Самарцев. Форма на -эв вместо -ев может быть следствием местной орфографии или поздней фиксации фамилии в документах, где «е» и «э» не различали строго. В любом случае, ядро фамилии — указание на географическое происхождение предка: он был выходцем из мест, называемых Самара, или носил прозвище Самарец.

Фамилия недворянская, скорее всего, крестьянская или казачья: в сословных списках Российской империи фамилии с твёрдым «цэ» и суффиксом -ев/-эв редко встречались у знати, которая предпочитала формы на -ский. Носители фамилии Самарцэва сегодня живут в основном на юге России и в восточной Украине, что подтверждает версию о привязке к реке Самаре и казачьему региону.