Фамилия Самотягин — редкий пример русской фамилии, образованной от прозвища, в котором соединились два корня: «сам» и «тяг». В отличие от массовых фамилий на -ов/-ев, суффикс -ин указывает на принадлежность к роду конкретного человека: Самотягин — «чей?» — сын Самотяги.

Основа «тяг» в прозвищах обычно отсылает к «тянуть», «тягаться» (соперничать, состязаться) или к «тяглу» (повинности, налог). Самотяга — человек, который работает в одиночку, сам тянет свое хозяйство, не входя в общину, или, наоборот, тот, кто сам лезет в спор, сам напрашивается на состязание. В северных и сибирских говорах «самотягой» называли упрямого, самостоятельного мужика, который не ждал помощи от мира.

Географически фамилия привязана к центральным и северным областям России. Встречается в старых писцовых книгах Новгородской земли, где слово «тягло» было основой хозяйственного уклада. В отличие от фамилий вроде Тягунов или Тягаев, у Самотягиных подчеркивается не само действие, а способ его исполнения — в одиночку.

В словаре русских фамилий Б. Унбегауна модель с «само-» (Самодуров, Самозванов, Самотёкин) выделена в отдельную группу прозвищ, описывающих характер человека. Самотягин здесь стоит в ряду с Самохваловым и Самосудовым: все они давались за поведение, а не за ремесло.

Сословного барьера у фамилии не было. Самотягиными могли записать как крестьянина-единоличника, так и посадского человека, который «сам тянул» свою торговлю. В XIX веке фамилия фиксируется в Тверской и Вологодской губерниях, но нигде не образует больших гнезд — носителей всегда было немного.

Спорных версий происхождения практически нет. Гипотеза о связи с «самотягой» как названием инструмента (типа рычага) ономастами не поддерживается: в русских говорах такое слово не зафиксировано. Основное значение — прозвище по поведению — остается единственно надежным.