Евгений Валерианович Самойлов родился в Санкт-Петербурге 16 апреля 1912 года в рабочей семье. Родители Евгения обеспечили ему беззаботное и счастливое детство, привили сыну любовь к искусству, книгам, театру, живописи. Евгений развивал свой талант художника и мечтал о поступлении в Академию художеств.

В 1928 году «за компанию» он поступил в актёрскую студию, где занимался по вечерам у корифеев Александринского и Мариинского театров. После окончания школы Евгений поступил в Ленинградский художественный политехникум, а затем начал работу в Ленинградском Театре актерского мастерства, где он в основном играл стариков. Его первой заметной ролью стал Председатель укома (в пьесе «Шторм» В. Билль-Белоцерковского). В 1934 году после посещения театра Мейерхольдом Самойлов был приглашен в его театр.

Самойлов принял приглашение и переехал в Москву, а Мейерхольд со своей женой стали опекать молодого актёра. Самойлов был хорошим и способным учеником, он жадно впитывал все, что творилось в театре, посещал спектакли и учился у ведущих актёров театра: М. М. Тарханова, Б. В. Щукина, Р. Н. Симонова. Он сыграл роли Эрнани (»Эрнани» В. Гюго) и Чацкого («Горе от ума» А. Грибоедова), Павки Корчагина («Одна жизнь» по роману «Как закалялась сталь» Н. Островского).

В 1934 году состоялся дебют артиста в кино, в лирической комедии «Случайная встреча» режиссера И. А. Савченко. Затем он снялся в фильмах «Том Сойер» режиссера Л. Френкеля, «Щорс» режиссера А. П. Довженко, Кирилла Ждаркина в фильме «В поисках радости» Г. Л. Рошаля, в роли инженера Лебедева в фильме «Светлый путь» Г. А. Александрова, Бурунова в фильме «Адмирал Нахимов» В. П. Пудовкина, Марченко в фильме «Они сражались за Родину» С. Ф. Бондарчука и других.

Одна из любимых ролей Самойлова – лейтенант Кудряш в фильме «В шесть часов вечера после войны» легендарного И.А. Пырьева, в которой он снялся в 1944 году. После выхода этого фильма на актёра обрушилась слава.

С 1968 года он играл в Малом театре, создав несколько десятков образов в пьесах классических и современных драматургов. В 1974 году Евгению Самойлову было присвоено звание Народного артиста СССР, он стал трижды лауреатом Сталинской премии, кавалером многих орденов и медалей.

Личная жизнь Евгения Самойлова сложилась успешно, 62 года он прожил со своей женой, Зинаидой Левиной, они воспитали сына и дочь – Алексея и Татьяну, которые также стали актёрами.

Скончался Самойлов 17 февраля 2006 года.