Фамилия Самчелеева — женская форма, мужская — Самчелеев. В основе фамилии лежит редкая модель: суффикс -еев, а не более привычные -ов или -ин. Такое окончание указывает на притяжательное значение, но образовано не от русского слова, а, скорее всего, от тюркского или кавказского имени или прозвища.

Корень «Самчел-» не имеет очевидных славянских параллелей. Вероятнее всего, он восходит к тюркскому «самчы» или «самче» — «счётчик», «сборщик податей», либо к личному имени Самчелей (Самчели), которое могло быть прозвищем человека, занимавшегося учётом или переписью. В некоторых тюркских языках «сам» означает «число», «счёт», так что первый носитель фамилии мог быть писарем или сборщиком налогов.

Есть и другая, менее вероятная версия: связь с калмыцким или монгольским «сам» — «гребень», «расчёска». Тогда прозвище Самчелей мог получить человек с особым пробором или причёской, но для фамилии такая основа встречается редко.

Фамилия Самчелеева географически привязана к югу России и Поволжью, где традиционно сильны тюркские и кавказские влияния. Встречается она в документах XVII–XVIII веков среди служилых людей и казачества — именно в этих слоях часто фиксировались фамилии с тюркскими корнями и нестандартными суффиксами.

Сословная принадлежность первых Самчелеевых — скорее всего, служилое или казачье сословие, а не крестьянство. Фамилия не получила широкого распространения и осталась относительно редкой, что говорит о её локальном происхождении, возможно, от одного конкретного рода.