Фамилия Самоиленко — характерный пример украинской модели фамилий на -енко, которая в XVI–XVII веках была распространена в Поднепровье, на Слобожанщине и в Запорожье. Суффикс -енко первоначально означал «маленький», «сын» или «потомок», то есть Самоиленко — это буквально «сын Самоила». В основе лежит каноническое мужское имя Самоил (церковнославянская форма библейского имени Самуил, что с древнееврейского переводится как «услышанный Богом»). На русской почве это имя чаще звучало как Самойло или Самуил, а в украинской традиции закрепилось как Самійло, откуда и пошли фамилии Самоиленко, Самойленко, Самойлович.

Интересно, что фамилия Самоиленко встречается реже, чем более привычное Самойленко. Это может говорить о том, что её носители происходят из местности, где имя бытовало именно в форме Самоил, а не Самойло. По данным переписей XIX века, такие фамилии были особенно часты в Полтавской, Харьковской и Черниговской губерниях — на землях, где формировалось казацкое население. В реестрах Войска Запорожского встречаются Самоилы, Самусь и их потомки, носившие прозвища с этим корнем. Так что предки современных Самоиленко могли быть и казаками, и крестьянами, и мещанами — фамилия не указывает на сословие, а только на имя отца.

Словообразовательно фамилия проста: основа Самоил- (с усечением конечного л) плюс суффикс -енко. Ударение в большинстве случаев падает на третий слог — Самоиле́нко, хотя в некоторых говорах возможно смещение. Вариантов написания в старых метрических книгах много: Самоиленко, Самоіленко, Самоиленко — из-за неустойчивости украинской орфографии в Российской империи. Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то Самоилов (русская модель на -ов) встречается реже и в основном в северных и центральных областях России, а Самоиленко — типично украинский вариант, который хорошо сохранился на юге и востоке Украины, а также в среде переселенцев на Кубани и в Поволжье.