Фамилия Сампетов — редкий случай, когда за основу взяли не имя или прозвище, а географическое название, причём с нетипичным для русских фамилий суффиксом. Вместо привычных -ов/-ев, -ин или -ский здесь основа оканчивается на -ов, что сразу указывает: фамилия образована по русской модели, но от топонима, а не от имени.

Корень «Сампет» — это искажённое название французского города Сен-Поль (Saint-Paul), которое в русском языке могло звучать как «Сампет» или «Сампетов». Вероятнее всего, фамилия возникла не во Франции, а в среде русских дворян или военных, которые в XVIII–XIX веках служили за границей или учились в Европе. Человек, вернувшийся из-под Сен-Поля или владевший землями с таким названием, мог получить прозвище Сампет, а его потомки стали Сампетовыми.

Вторая, менее вероятная версия связывает фамилию с греческим именем Сампат (сокращение от Сампсон или Сампсий), но тогда ожидалась бы форма Сампетин или Сампетский. Поскольку суффикс -ов типичен для русских фамилий, образованных от названий мест, первая гипотеза выглядит убедительнее.

Из-за редкости фамилии её носители в основном сосредоточены в центральной России, особенно в Москве и Подмосковье, где в XIX веке жили обрусевшие дворяне с нерусскими корнями. В крестьянской среде Сампетовы практически не встречаются — это указывает на возможное происхождение из служилого или купеческого сословия.