Фамилия Самарцова — женская форма, мужская — Самарцов. Она довольно редкая, и её происхождение не лежит на поверхности, как в случае с фамилиями от распространённых крестильных имён. В её основе почти наверняка лежит прозвище или географическое название, а ключ к разгадке — в суффиксе -ц-.

Словообразовательная модель здесь нестандартная. Фамилии на -ов/-ев обычно образуются от существительных или прилагательных с помощью суффикса принадлежности: «чей сын?» — Самарцев (сын Самарца). Но у нас форма Самарцов, с окончанием -ов, а не -ев. Это указывает на то, что основа оканчивалась на твёрдый согласный: Самарц. А суффикс -ец в прозвищах часто означал либо жителя какой-то местности (например, «ростовец» — житель Ростова), либо обладателя характерного признака («кудрявец» — кудрявый). Таким образом, Самарец — это человек, имеющий отношение к чему-то или кому-то по имени/названию «Самар».

Самая правдоподобная версия — связь с рекой Самарой, левым притоком Волги, или с городом Самара (нынешняя Самара, а исторически — Куйбышев). В старину выходцев с Поволжья, особенно из-под Самары, могли называть самарцами. Фамилия Самарцов — это, по сути, патроним от такого прозвища: «сын самарца». В пользу этой версии говорит и то, что фамилия встречается не только в Поволжье, но и в других регионах России, куда переселенцы могли принести своё прозвище.

Менее вероятная, но возможная версия — от тюркского имени или прозвища Самар. В тюркских языках «самар» может означать «мешок», «сума», а также «упрямый», «крепкий». Если прозвище Самар дали человеку, то его сын становился Самарцевым, а в просторечии — Самарцовым. Однако эта версия слабее, так как фамилии от тюркских основ чаще имеют суффикс -ин (Самарин) или оформляются иначе.

В документах XVI–XVII веков фамилия не фиксируется, что говорит о её более позднем, «народном» происхождении, скорее всего, из среды крестьян или посадских людей. Сословная принадлежность первых носителей, скорее всего, была недворянской: фамилия не попала в родословные книги, а значит, предки были либо крестьянами, либо мещанами, получившими фамилию при переписях.