Samojłowa kształciła się na baletnicę, ale ostatecznie została aktorką. Zagrała w wielu radzieckich i rosyjskich produkcjach, jednak jej najbardziej znaną rolą poza Rosją pozostaje rola Weroniki w "Lecą żurawie".
Za tę właśnie rolę Samojłowa otrzymała nagrodę specjalną na festiwalu filmowym w Cannes w 1958 roku. Sam film otrzymał tam Złotą Palmę.
Fragment filmu "Lecą żurawie":