Родилась в Ленинграде в семье известного актера Евгения Валериановича Самойлова. В 1937 году семья Самойловых переехала в Москву. Тяга к искусству была с детства. В школьные годы занималась балетом, окончила балетную студию при МАМТ имени Станиславского и Немировича-Данченко. Юную Самойлову приглашала учиться в балетную школу при Большом театре сама Майя Плисецкая, но тяга к драматическому театру оказалась сильнее. Воспитанная на фильмах и спектаклях отца, всегда хотела стать только актрисой и поступила в театральной училище им. Щукина. После окончания училища Самойлова была приглашена на главную роль в фильме Михаила Калатозова "Летят журавли". Эта роль стала счастливым билетом для актрисы - фильм стал лауреатом «Золотой пальмовой ветви» Каннского кинофестиваля, а Татьяна Самойлова звездой советского экрана. Имела большой успех на западе. Знаменитый Пабло Пикассо, увидев Татьяну Самойлову, сказал: «В глазах этой русской богини можно утонуть». Самойлова– единственная советская актриса, чей отпечаток ладони есть на набережной Круазет в Каннах. Больше того – она стала обладательницей премии «Живая легенда Канн 1990». Кроме нее, почести были оказаны только двум известным людям – Софи Лорен и Марчелло Мастрояни. Эта роль, на ряду с главной ролью в фильме Александра Зархи стала последней крупной ролью для актрисы. Самойлову стали приглашать сниматься в лишь в "небольших" фильмах. Вскоре о ней стали забывать. Не ладилась и семейная жизнь . Все три брака актрисы, в том числе с Василием Лановым распались. Вспомнили об актрисе в начале 90-х. Она была почётным гостем 43-го Каннского кинофестиваля, где ей присудили специальную премию за творческий вклад в искусство кино. В 1992 году удостоена почётного звания «Народная артистка России». И вновь забвение на четверть века... Самойлова снялась лишь в нескольких фильмах. 04 мая 2014 года Самойловой исполнилось 80 лет. По этому поводу, в Доме кино на 06 мая был запланирован творческий вечер, где актриса должна была встретится с коллегами и поклонниками. Однако этим торжественным планам сбыться не удалось - Татьяна Евгеньевна скончалась в день своего юбилея. Поклонники и коллеги все же пришли к Татьяне Самойловой в Дом кино, но не на торжественную встречу, а на прощание....