Фамилия Самодиенко — один из характерных примеров украинской модели образования фамилий с помощью суффикса -енко. В украинской ономастике этот суффикс — самый распространённый патронимический (отчествообразующий) формант, который буквально означает «маленький», «сын» или «потомок». Если фамилия оканчивается на -енко, её носитель — потомок человека, носившего имя или прозвище, лёгшее в основу. В случае с Самодиенко это прозвище — Самодий.

Корень «Самод-» — редкий и неочевидный. Наиболее правдоподобная версия связывает его с украинским словом «самодій» или «самодійний» — самостоятельный, действующий по своей воле, самодеятельный. В народной речи так могли назвать человека независимого, упрямого, не терпящего чужого руководства, или того, кто привык всё делать сам, без помощников. Менее вероятно, хотя и встречается в любительских этимологиях, происхождение от личного имени Самодей (гипотетическая форма от «сам» + «дей» — «сам делающий»), но в исторических именословах такое имя не зафиксировано.

Суффикс -енко указывает на то, что фамилия сложилась в среде украинского казачества и крестьянства в XVI–XVII веках, когда патронимическая модель активно вытесняла прежние прозвища. Географически фамилия Самодиенко тяготеет к центральным и восточным областям Украины — Полтавщине, Черкащине, Сумщине, а также к южным регионам, где шло активное переселение в XIX веке. Встречается она и в России, чаще всего на Кубани и в Ростовской области — в местах, куда переселялись украинские крестьяне.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Самодед, Самоденко, Самодин — показывает, что все они образованы от одного корня, но с разными суффиксами. Вариант Самодиенко — самый «украинский» из них, сохранивший прозрачную патронимическую форму. В документах XIX века фамилия могла записываться через «а» — Самодієнко, но в русской дореволюционной канцелярии её часто русифицировали, меняя окончание на -ов, получая Самодиенков.

Таким образом, Самодиенко — фамилия, прямо говорящая о предке: его звали Самодием, и был он, скорее всего, человеком самостоятельным или самодеятельным, что в условиях казачьего быта и крестьянского хозяйства ценилось высоко.