データファイルからファイルのタイトル (set title) とグラフのタイトル 
(plot title) を読み出す方法ですが、gnuplot には残念ながらそういう機能
は今のところないと思います。

データファイルから文字列を読み出す機能は、xticlabels(), columnheader(),
rowheader(), with labels などがありますが、いずれも set title に文字列
を設定するものではありません。

gnuplot 内でやろうとすると、gnuplot から awk などの外部プログラムを
system() で呼び出して、そのコメント文字列を取得すればできなくはないで
すが、外部プログラムを使うなら、最初から awk で、データを読みながら
gnuplot をその内部で実行するようなスクリプトを書く方が自然なような気
がします。

そちらの環境がわかりませんが、gnuplot から system() で awk を呼び出し
て文字列を取得する場合は、例えばこんな感じです。

set grid
set xrange [-1:2]
set yrange [-1:5]
do for [i=0:1] {
    s1 = system(sprintf("awk '/^#/ && ++N == %d {print substr(\$0,2)}' data",\
      3*i + 1));
    s2 = system(sprintf("awk '/^#/ && ++N == %d {print substr(\$0,2)}' data",\
      3*i + 2));
    set title s1
    plot 'data' index i t s2 w lp 
    pause 3
}

〔ツリー構成〕

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