De família com tradição militar, Antônio Paiva de Sampaio era neto do patrono da Infantaria do Exército Brasileiro, o brigadeiro Antônio de Sampaio (1810-1866), morto na Batalha de Tuiuti durante a Guerra do Paraguai. Seu pai, Olegário Antônio de Sampaio, era general de brigada de Infantaria do Exército Brasileiro e teve atuação destacada na repressão à Revolta da Armada (1893) e na Guerra de Canudos (1897).