Фамилия Самотий — редкий случай, когда основа не бросается в глаза и не поддаётся однозначному толкованию с первой попытки. В ней нет привычного славянского суффикса принадлежности (-ов, -ин), что сразу указывает на нетипичный путь образования. Скорее всего, перед нами украинская или польская фамилия на -ий, характерная для западных и юго-западных земель бывшей Речи Посполитой.

Корень «самот» можно разобрать по-разному. Самая прямая версия — от украинского «самота» (одиночество, уединение) или «самотній» (одинокий). Прозвище Самотій могли дать человеку нелюдимому, жившему особняком, либо тому, кто остался без семьи. В говорах встречается и глагол «самотіти» — жить бобылём, сторониться людей. Такая модель прозвищ (по черте характера) типична для народной ономастики: Мовчун, Несміян, Самотій — все они описывали поведение.

Вторая версия, менее очевидная, но имеющая право на существование, — связь с личным именем Самоил (библейское Самуил). В просторечии имя могли редуцировать до Самойло или Самотя, а от этой формы уже образовать фамилию с суффиксом -ий. В таком случае Самотий — это «сын Самотия», то есть потомок человека по имени Самотя. Однако эта гипотеза слабее: форма Самотя не зафиксирована в источниках как распространённое производное от Самуила, в отличие от Самойленко или Самойлович.

Третья, спекулятивная версия отсылает к греческому «самос» (высокий) или латинскому «sammiticus», но для рядовой крестьянской фамилии это натяжка. Правдоподобнее держаться славянской почвы: фамилия Самотий — украинская по происхождению, с корнем, описывающим одиночество или отчуждённость. Носители этой фамилии встречаются преимущественно в западных областях Украины (Волынь, Подолье) и среди украинской диаспоры. В России фамилия редкая, и её география, скорее всего, связана с переселениями конца XIX — начала XX века.