Фамилия Самиленко — яркий пример украинской модели фамилий на -енко. В украинской ономастике суффикс -енко исторически выполнял роль «сын» или «потомок», то есть Самиленко буквально означает «сын Самилы» (или «потомок Самилы»). В отличие от русских фамилий на -ов/-ев, где суффикс указывал на принадлежность отцу-владельцу, украинские фамилии на -енко чаще фиксировали родство по имени отца без привязки к помещичьему владению — это была фамилия казацкой и крестьянской среды.

Основа фамилии — имя Самила. Это народная, разговорная форма канонического крестильного имени Самуил (древнееврейское «Шемуэль» — услышанный Богом). В украинском языке имя Самуил через обиходную речь нередко сокращалось до Самило, а ласкательная форма давала Самила. Соответственно, Самиленко — это сын человека по имени Самила. Такая цепочка типична для фамилий, образованных от производных форм имён: так же, как от Иван пошло Иваненко, от Петро — Петренко, от Самила — Самиленко.

Географически фамилия Самиленко почти не встречается за пределами Украины и южнорусских областей (Курская, Белгородская, Воронежская области), куда переселялись малороссы. Это не случайно: суффикс -енко в России практически не использовался для образования фамилий, а в Украине он был самым массовым, особенно на Левобережье и в Слобожанщине. В центральных и западных регионах Украины преобладали другие модели (на -ук, -юк, -чук, -ский), поэтому Самиленко — скорее восточноукраинская фамилия.

В написании фамилии есть один нюанс. В русском языке её часто записывают как Самиленко, но в украинской орфографии она пишется через «и» — Саміленко. Разница в том, что украинское «і» в фамилии указывает на происхождение от имени Самила, а не от Саміла (хотя по сути это одно и то же). Встречаются варианты с ударением на второй слог — Сами́ленко, но в бытовой речи чаще говорят Самиле́нко, что соответствует общему правилу для фамилий на -енко (ударение обычно на предпоследний слог).

Сословная принадлежность предков Самиленко — скорее всего, казаки или крестьяне. В реестровых списках Войска Запорожского и в переписях Гетманщины фамилии на -енко встречаются у казацкой старшины и рядовых казаков, но не у шляхты (у тех преобладали фамилии на -ский). Дворянских родов с фамилией Самиленко в Российской империи не зафиксировано — это фамилия простого люда, что не делает её менее интересной для истории.