Фамилия Самосьева — женская форма, в основе которой лежит мужская фамилия Самосьев. Она образована по типичной русской модели с суффиксом -ев, который присоединялся к основам на мягкий согласный или шипящий. В данном случае исходным было прозвище или нецерковное имя Самосей, и фамилия буквально означает «сын Самосея» или «принадлежащий Самосею».

Корень здесь — глагол «сеять» с приставкой «само-». В русских говорах «самосей» — это растение, выросшее само собой, без посадки, из осыпавшихся семян: сорная трава, дикая поросль. В переносном смысле так могли назвать человека, который появился неизвестно откуда, пришлого, безродного или нежеланного. Есть и другая, менее распространённая версия: в некоторых диалектах «самосей» означало крестьянина, который сеет хлеб для себя, а не на барщину или оброк, то есть относительно самостоятельного хлебороба.

Фамилия редкая, её географическое бытование, скорее всего, связано с южнорусскими или центральными областями, где диалектное слово «самосей» было в ходу. Встречаются также однокоренные фамилии: Самосеев, Самосейкин, Самосейко. Вариант Самосьев, с беглой гласной «е» в суффиксе, мог возникнуть из-за особенностей произношения: «Самосей» в родительном падеже даёт «Самосея», откуда и форма Самосьев, а не Самосеев. Это не ошибка, а живой процесс упрощения, типичный для народной ономастики.

Точных сведений о сословной принадлежности носителей фамилии Самосьев нет, но судя по основе, это крестьянская или мещанская фамилия, не дворянская. Прозвище Самосей вряд ли дали бы представителю знати — оно слишком бытовое и даже слегка пренебрежительное.