Фамилия Самартцев — редкий случай, когда географическое имя превратилось в фамилию не напрямую, а через прозвище или профессию. Основа здесь — «Самара», но не город, а одноимённая река, которая дала название и городу, и целому региону. Однако суффикс «-цев» указывает на то, что носитель фамилии — не просто «самарец» (житель Самары), а «самартец» — так в старых говорах могли называть выходца из Самарского края или человека, торговавшего с Самарой.

Разберём словообразовательную модель. Фамилия образована по схеме: топоним (Самара) → этнохороним (самартец) → притяжательное прилагательное с суффиксом «-ев» (Самартцев). Суффикс «-ец» здесь превратился в «-тц-» из-за фонетического упрощения: «самарец» → «самартец» (под влиянием твёрдого произношения в некоторых диалектах). Окончание «-ев» (а не «-ов») закрепилось, потому что основа заканчивается на мягкий согласный «ц».

Вероятнее всего, предок носителя этой фамилии был не просто уроженцем Самары, а человеком, которого в документах записали как «Самартец» — либо по месту жительства (переселенец из-под Самары), либо по роду занятий (купец или ямщик, ходивший самарским трактом). В пользу этого говорит и то, что фамилии на «-цев» в Поволжье часто давали именно пришлым людям, чтобы отличать их от местных старожилов.

Словарь Б. Унбегауна подтверждает, что фамилии с суффиксом «-ев» от названий жителей городов (ростовец → Ростовцев, киевец → Киевцев) — распространённая модель, но «Самартцев» стоит особняком из-за редкого перехода «р» в «рт». Это могло произойти в говорах, где смягчали «р» перед «ц», или под влиянием татарского произношения (в тюркских языках «Самар» звучит твёрже). Фамилия крайне редкая — в современных базах данных встречается единично, в основном в Самарской и Оренбургской областях.

Искать однокоренные фамилии — Самарцев, Самарский, Самарин — не стоит: все они образованы от того же корня, но по разным моделям. «Самартцев» — самая редкая и диалектная из них, что делает её ценной для краеведов, изучающих историю заселения Заволжья.