Петр Самойленко родился 7 февраля 1977 года в городе Учкудук Республики Узбекистан. В профессиональном баскетболе Петр с 1992 года. Первым клубом баскетболиста стал украинский «Шахтер» города Донецк, за который отыграл ровно 3 года. Далее выступал в течение года за Луганский «Спартак», затем перешел в баскетбольный клуб «Самара».

Основной период своей карьеры Самойленко провел в составе Казанского БК «УНИКС» Республики Татарстан, за который выступал с 1998 по 2007 года. В 2007 году спортсмен подписал контракт с московским баскетбольным клубом «Динамо». Отыграв в этом клубе один сезон, баскетболист вернулся в Казанский клуб «УНИКС».

Рост Петра Самойленко 185 сантиметров, вес 85 килограммов. Серебряный призер чемпионата России, обладатель кубка России. Чемпион Европы 2007 года. Выступает за баскетбольный клуб «Сахалин».

     За заслуги в спортивной деятельности баскетболист удостоен Почетного звания «Заслуженный мастер спорта России». 

Достижения