Родился в 1912 году. Детство и юность прошли в Санкт-Петербурге, в этом же городе и начался его творческий путь. Сын рабочего – Евгений, учился в ленинградской школе №68, интересовался живописью и искусством, в 1928-1929 годах, в старших классах посещал частную художественную студию Николая Ходотова, заслуженного артиста Александринского театра и автора нескольких пьес, поставленных в этом театре. Интерес к сцене не угас, и после окончания школы, Евгений поступил в 1930 году в Ленинградский художественный политехникум и одновременно начал служить в Ленинградском театре актерского мастерства, где художественным руководителем был в то время театральный актер и режиссер Леонид Вивьен, заметивший незаурядного артиста.
Творческий путь Евгения Самойлова начался и продолжился на театральных подмостках. В 30-е годы он был приглашен руководителем труппы театра Мейерхольда, работал на Киевской киностудии. С 40-х годов Евгений жил и работал в Москве: в Московском театре комедии и театре Революции (театр имени Вл. Маяковского). В войну Евгений Самойлов трудился на Ереванской и Тбилисской киностудиях. После войны служил в Малом театре.
Дебют Самойлова в кино состоялся в 1936 году в кинофильме «Случайная встреча». Роль молодого физкультурника, влюбившегося в ударницу производства и помогающего ей стать выдающейся спортсменкой, удалась Евгению и положила начало его яркой кинокарьеры. Следующей значимой работой стала роль в исторической кинокартине «Щорс» режиссера Александра Довженко. Роль революционного начдива Николая Щорса принесла Самойлову Сталинскую премию первой степени в 1941 году.
Следующие картины закрепили успех Евгения у советских зрителей, ведь этими фильмами стали «Светлый путь» Григория Александрова и «Сердца четырех» Константина Юдина. Последний фильм вышел на экраны лишь в 1945 году. Шла война, и легкомысленную кинокомедию, где герой Самойлова был военным красной армии, просто запретили в столь тяжелое время. Однако успех все же пришел к Евгению: вместе с ним в этих картинах блистали такие дивы советского экрана, как Любовь Орлова, Валентина Серова и Людмила Целиковская.
На долгие годы за Самойловым закрепился героико-романтический образ военного: роль декабриста Спешнева в кинокартине «Тарас Шевченко» (1951 г.), роль Марченко в фильме Сергея Бондарчука «Они сражались за родину» (1975 г.) и другие. Параллельно с этим он играл на театральной сцене в пьесах популярных классиков советской эпохи: А.Н Арбузова («Таня»), А.А. Фадеева («Молодая гвардия») и других.
Евгений Самойлов прожил долгую и интересную творческую жизнь. Его последней работой стала роль в 12-серийном телевизионном фильме «Спас под березами», вышедшем на экраны в 2003 году.
Личная жизнь Самойлова сложилась на редкость счастливо. Со своей любимой женой Зинаидой Левиной актер прожил 62 года, у них родились сын и дочь: Татьяна и Алексей Самойловы. Дети продолжили актерскую традицию. Татьяна Самойлова стала киноактрисой, получившей гран-при в Каннах за роль в фильме «Летят журавли» (1957 г.), сын Алексей – актер театра «Современник» и Малого театра.
