Фамилия Самойлео — редкий случай, когда украинская и белорусская модель образования фамилий накладывается на итальянское звучание. На первый взгляд, окончание «-ео» кажется нетипичным для славянских языков, но на деле это вариант суффикса «-енко» (или «-е(н)ко»), который в польской и западноукраинской традиции мог редуцироваться до «-ео». В основе лежит крестильное имя Самуил (древнееврейское «Шемуэль» — «услышанный Богом»), которое в народных формах звучало как Самойло, Самойла. Таким образом, Самойлео — это «сын Самойлы» или «потомок Самойло».

Географически фамилия тяготеет к западу Украины, особенно к Волыни и Подолью, а также к белорусскому Полесью. Именно в этих регионах под влиянием польской ономастики фамилии на «-ео» встречаются чаще, чем где-либо ещё (ср. Демьянео, Иванео, Андрухео). В центральной России или на востоке Украины такой суффикс нехарактерен, поэтому носитель фамилии Самойлео с высокой вероятностью происходит из западноукраинской или белорусской семьи.

Словообразовательная модель проста: от основы «Самойл-» (усечённая форма имени Самуил) прибавлен патронимический суффикс «-ео», что буквально означает «принадлежащий Самойле». В польском языке аналогичные фамилии образовывались через «-ewicz» (Самойлевич), но в говорах западных земель суффикс сократился до «-eo», что и закрепилось в документах. Кстати, написание с двумя «о» (Самойлео, а не Самойлео) — не ошибка, а отражение исторической фиксации: в метриках и переписях XIX века часто писали так, как слышали, а ударение падало на второй слог — СамойлЕо.

По сословию предки Самойлео, скорее всего, были свободными крестьянами или мещанами. Дворянских родов с такой фамилией в гербовниках не значится — это типичная «народная» фамилия, возникшая в среде, где отчество стало родовым прозвищем. Если искать аналоги, то Самойлео стоит в одном ряду с фамилиями Самойленко, Самойлович, Самойлюк, но отличается именно региональным суффиксом, который делает её редкой даже на фоне однокоренных.