Она появилась на свет 4 мая 1934 года в Ленинграде в семье известного актёра Евгения Самойлова и инженера Зинаиды Левиной. Детство девочки прошло за кулисами театра, куда её часто брал с собой отец, и вопрос о будущей профессии для Тани был решён с самого начала — она мечтала стать актрисой.
Хотя имела все шансы на балетное будущее — успешно окончила хореографическую студию при Театре Станиславского и Немировича-Данченко, а после получила приглашение в балетную школу при Большом театре от самой Майи Плисецкой. Однако Татьяна осталась верна своей мечте: подала документы в Щукинское училище и без труда поступила…
А вскоре получила роль в кино, которая стала для начинающей актрисы судьбоносной. Режиссёр Михаил Калатозов утвердил студентку в ленту «Летят журавли». На экране Татьяна Самойлова смотрелась настоящей красавицей, и зрители даже не догадывались, что на съёмках актриса болела туберкулёзом, а за кадром её ждали врачи и таблетки.
На родине образ Вероники поначалу раскритиковали, а вот за рубежом картина и исполнительница главной роли произвели фурор. Фильм получил «Золотую пальмовую ветвь» Каннского кинофестиваля, а Самойловой жюри вручило награду как «Самой скромной и очаровательной актрисе» — в борьбе за этот приз она обошла саму Софи Лорен.
Отпечаток ладони советской красавицы был запечатлён на звёздной набережной Круазет, а её именем назвали аллею роз в Париже.
После этого Татьяна стала мировой знаменитостью. Её красотой восхищался легендарный художник Пабло Пикассо — называл девушку богиней и написал её портрет, который оставил себе на память. Казалось, после такого оглушительного успеха у неё не будет отбоя от режиссёров.
Ею действительно интересовались в Европе и в Голливуде, но на большинство предложений из-за рубежа за актрису отвечало руководство — и отвечало отказами. Тем временем на родине ярких ролей для Самойловой не находилось.
Она снова снялась у Калатозова в фильме «Неотправленное письмо», а затем появилась в совместных советско-европейских лентах «Леон Гаррос ищет друга», «Альба Регия», «Они шли на Восток».
Лишь спустя десять лет после громкого дебюта Татьяна Самойлова наконец получила роль похожего масштаба. Режиссёр Александр Зархи пригласил актрису на главную роль в экранизации толстовской «Анны Карениной». Лентa должна была участвовать в Каннском кинофестивале, но из-за студенческих волнений европейская премьера так и не состоялась.
На родине работу Самойловой в этом фильме никакими наградами не отметили, а после в её карьере и вовсе наступило затишье. Лишь изредка она появлялась в эпизодах, в середине 70-х сыграла шифровальщицу в картине «Бриллианты для диктатуры пролетариата» и пропала с экранов на следующие двадцать с лишним лет.
Возможно, причиной тому стали перипетии в личной жизни. Впервые Татьяна Самойлова вышла замуж за однокурсника Василия Ланового. Они были самой красивой парой Щукинского училища и по-настоящему любили друг друга, но к семейной жизни оказались не готовы.
Василий пропадал на съёмках, а Татьяна уже находилась в статусе звезды и не готова была жертвовать карьерой ради быта. Последней каплей в их отношениях стало решение Самойловой сделать аборт: Лановой был против, но актриса не послушала мужа. Так спустя два года их брак распался.
Татьяна недолго оставалась одна. Поддержал актрису в сложной ситуации её новый избранник — журналист и писатель Валерий Осипов. Они поженились и официально прожили вместе десять лет. В этом браке Самойлова уже мечтала о ребёнке, но детей судьба им так и не подарила.
Кроме того отношения между супругами пошатнулись, когда у актрисы завязался роман с писателем и путешественником Соломоном Шульманом. Но в результате ни с кем из этих мужчин Татьяна не осталась.
Сразу после второго развода Татьяна Самойлова вновь вышла замуж. Её третьим супругом стал режиссёр Эдуард Машкович. Вскоре актриса наконец испытала радость материнства — на свет появился сын Дмитрий.
Однако рождение долгожданного ребёнка брак не спасло — супруги развелись, а Эдуард вновь встретился с сыном лишь спустя сорок лет. Дмитрий Самойлов вырос и переехал в США, где работает врачом. У него есть дочь, которую в честь знаменитой бабушки назвали Татьяной Самойловой.
Последние годы жизни звезды советского экрана выдались очень непростыми. Татьяна Самойлова осталась совсем одна и некому было за ней присматривать. Дважды она оказывалась в списках пропавших без вести — соцработники подолгу не могли с ней связаться, а после обнаруживали актрису в одной из больниц.
Свой 80-й юбилей Самойлова отмечала в одиночестве, но торжественная дата обернулась трагедией — актриса почувствовала боль в сердце и вызвала скорую помощь. Её доставили в Боткинскую больницу, но спасти уже не смогли.
