Фамилия Самотеева — женская форма фамилии Самотеев, и её разговорная или диалектная основа сразу выдаёт, что перед нами не столичная, а провинциальная, скорее всего, северная или вятская фамилия. Ключ к разгадке — слово «самотёк». В прямом значении это движение жидкости само собой, силой тяжести, без насоса. Но в русских говорах, особенно в Архангельской, Вологодской и Пермской губерниях, «самотёком» называли не только воду, но и рыбу, которая идёт на нерест по течению, или даже особый способ лесосплава. Прозвище Самотёй могли дать человеку неторопливому, флегматичному, который живёт «как течёт», не сопротивляясь обстоятельствам. Либо — что правдоподобнее для крестьянской среды — это прозвание мастера, который устроил водяное колесо или желоб, работающий без механизмов, «самотёком». Такие умельцы ценились на мельницах и в горном деле.

Суффикс -ев- указывает на притяжательную модель: Самотеев — сын или потомок Самотея. Окончание -а в женской форме — грамматический показатель рода, а не отдельный смысловой элемент. Фамилия недворянская, народная, образовалась в среде черносошных крестьян или посадских людей, где прозвища давали по бытовым наблюдениям, а не по знатности.

В отличие от более распространённых фамилий на -ов (Самотелов, Самотекин), форма Самотеева встречается реже. Если обратиться к ономастическим данным, фамилия локализуется в основном в Вятском регионе и на Урале — там, где был развит речной сплав и водяные мельницы. В центральных губерниях, где преобладала фамилия Самотёков, корень осмысляли как «самотёка» — ленивого человека, и это дало параллельную ветвь.

Спорный момент: некоторые любители выводят фамилию от греческого имени Самотей (Самуил + Феодор), но это натяжка — народная этимология не подтверждается историческими документами. Ни в синодиках, ни в писцовых книгах XVI–XVII веков такое имя не зафиксировано. Реалистичнее версия с прозвищем от нарицательного существительного: предок нынешних Самотеевых, скорее всего, был либо водяным мельником, либо человеком, который «плыл по течению» в переносном смысле, либо рыбаком, знающим ход рыбы «самотёком».