Отец - Валериан Саввич Самойлов, рабочий Путиловского завода, погиб от голода вблокадном Ленинграде, похоронен в Братской могиле рабочих Путиловского завода. 

Мать - Анна Павловна Самойлова, домохозяйка, погибла от голода в блокадном Ленинграде.

Жена - Зинаида Ильинична Левина (1914-1994), дочь Ильи Львовича и Розалии Григорьевны (в девичестве Паперной) Левиных, польская еврейка, инженер-электротехник, домохозяйка.

Дочь - Татьяна Самойлова (1934-2014), актриса театра и кино. Народная артистка Российской Федерации (1992).

Внук - Дмитрий Самойлов (род. 1969), врач-рентгенолог, живёт в США.

Сын - Алексей Самойлов (род. 1945), актёр, первый муж фигуристки Татьяны Тарасовой.

Внучка - Натали Самойлова, искусствовед.

Заслуженный артист РСФСР (1947)

Народный артист РСФСР (1954)

Народный артист СССР (1974)

Сталинская премия первой степени (1941) - за исполнение заглавной роли в фильме «Щорс» (1939)

Сталинская премия второй степени (1946) - за исполнение роли Василия Ивановича Кудряшова в фильме «В шесть часов вечера после войны» (1944)

Сталинская премия второй степени (1947) - за исполнение роли Олега Васильевича Кошевого в спектакле «Молодая гвардия» по А. А. Фадееву

Орден «За заслуги перед Отечеством» III степени (2002) - за выдающийся вклад в развитие отечественного искусства [8]

Орден «За заслуги перед Отечеством» IV степени (1997)

Орден Трудового Красного Знамени (1972)

Орден Октябрьской революции (1982)

Медаль «За оборону Москвы»

Медаль «За доблестный труд в Великой Отечественной войне 1941-1945 гг.»

Медаль «В память 800-летия Москвы»

Медаль «В память 850-летия Москвы»

Медаль «Ветеран труда»

Медаль «За освоение целинных земель»

Знак «Отличник культурного шефства над Вооруженными Силами СССР».

Благодарность Президента Российской Федерации (1995) - в связи со 100-летием мирового и российского кинематографа за заслуги перед государством и большой вклад в отечественную культуру[9]

Благодарность Президента Российской Федерации (1999) - за большие заслуги в развитии театрального искусства и в связи со 175-летием театра[10]

Фестиваль «Московская театральная весна» (3-я премия за роль Суходолова в спектакле «Сонет Петрарки» по пьесе Н. Погодина, 1957)

Фестиваль «Московская театральная весна» (3-я премия за роль Антона в спектакле «Дальняя дорога» по пьесе А. Арбузова (1958)

Фестиваль «Московская театральная весна» (1-я премия за роль князя Ивана Петровича Шуйского в спектакле «Царь Фёдор Иоаннович» по трагедии А. К. Толстого (1973)

Приз «Серебряная маска» за лучшее исполнение мужской роли (заводской мастер Лев Сушкин - «Золотые костры» И. Штока) (1976)

Театральная премия «Золотая маска» в номинации «За честь и достоинство» (2002)

Премия «Золотой орёл» - «за беззаветную преданность искусству» (2004)

Роли в театре

Ленинградский «Театр актёрского мастерства»

Кривой Зоб, Актёр, Васька Пепел - «На дне» М. Горького (1932)

Председатель укома - «Шторм» В. Н. Билль-Белоцерковского (1934)

Государственный театр им. Вс. Мейерхольда

Пётр - «Лес» А. Н. Островского (1934)

Эрнани - «Эрнани» В. Гюго

Александр Андреевич Чацкий - «Горе от ума» А. С. Грибоедова (1937)

Владимир Дмитриевич Нелькин - «Свадьба Кречинского» А. В. Сухово-Кобылина

Григорий Отрепьев — «Борис Годунов» А. С. Пушкина

Павка Корчагин - «Одна жизнь» по роману «Как закалялась сталь» Н. Н. Островского (1938)

Московский театр имени В. Маяковского

Герман - «Таня» А. Н. Арбузова (1941)

Мортимер - «Мария Стюарт» Ф. Шиллера (1940)

Алексей - «Сыновья трёх рек» В. М. Гусева (1944)

Олег Кошевой - «Молодая гвардия» А. А. Фадеева (1947)

Ладыгин - «Обыкновенный человек» Л. М. Леонова

Константин Константинович Рокоссовский - «Великие дни» Н. Е. Вирты

Ковалёв - «Хлеб наш насущный» Н. Е. Вирты

Гончаров - «Закон чести» А. П. Штейна

Серго Орджоникидзе - «Путь в грядущее» С. М. Марвича

Антип - «Зыковы» М. Горького (1951)

Гамлет - «Гамлет» У. Шекспира (1954)

Суходолов - «Сонет Петрарки» Н. Ф. Погодина

Антон - «Дальняя дорога» А. Н. Арбузова

Анохин - «Время любить» Б. С. Ласкина

Громов - «Аристократы» Н. Ф. Погодина

Платонов - «Океан» А. П. Штейна (1961)

Генерал Бондарев - «Перебежчик» П. Л. Тура

Ясон - «Медея» Еврипида (1961)

Малый театр

«Сердца четырёх»

Князь Иван Петрович Шуйский - «Царь Фёдор Иоаннович» А. К. Толстого. Режиссёр: Б. И. Равенских (1973)

Захарьин-Юрьев - «Смерть Иоанна Грозного» А. К. Толстого (1995)

Игнат Гордеев - «Фома Гордеев» по М. Горькому (1981)

Крутицкий - «Не было ни гроша, да вдруг алтын» А. Н. Островского (1993)

Старый лакей Карп - «Лес» А. Н. Островского (1998)

Мастаков - «Старик» М. Горького (1971)

Тит Никонович Ватутин - «Обрыв» по И. А. Гончарову (1992)

Андреа Дориа - «Заговор Фиеско в Генуе» Ф. Шиллера (1977)

Камердинер герцога - «Коварство и любовь» Ф. Шиллера (1998)

Учёный Бармин - «Человек и глобус» В. В. Лаврентьева (1969)

Майор Васин - «Русские люди» К. М. Симонова (1975)

Заводской мастер Лев Сушкин - «Золотые костры» И. Штока (1975)

Рабочий-ветеран Платон Никитич Ангел - «Дикий Ангел» А. Ф. Коломийца. Режиссёр: В. К. Седов (1982)

Адольф - «Незрелая малина» И. Губача (1983)

Фильмография

1936 - Случайная встреча - Гриша Рыбин

1936 - Том Сойер - доктор Робинзон и адвокат Робинзон

1939 - Щорс - Николай Александрович Щорс

1939 - В поисках радости - Кирилл Ждаркин, начальник МТС

1940 - Светлый путь - Алексей Николаевич Лебедев

1941 - Сердца четырёх - старший лейтенант Пётр Никитич Колчин

1941 - Цветные киноновеллы (новелла «Небо и ад») - дон Пабло

1942 - Машенька - эпизод (нет в титрах)

1942 - Неуловимый Ян - Ян Смудек

1943 - Он ещё вернётся

1943 - Жена гвардейца (короткометражный) - Пётр Белкин

1943 - Давид-Бек - Касьянов

1944 - В 6 часов вечера после войны - лейтенант Василий Кудряшов

1946 - Синегория - Амальгама

1946 - Адмирал Нахимов - лейтенант Николай Андреевич Бурунов

1947 - Мальчик с окраины - Андрей Скворцов

1947 - Новый дом - капитан Иван Вешняк

1948 - Суд чести - Николай, жених Ольги Верейской

1951 - Тарас Шевченко - Николай Александрович Спешнев

1951 - Незабываемый 1919 год - Александр Неклюдов

1952 - Неразлучные друзья - Николай Ефанов, отец Глеба

1954 - Герои Шипки - Михаил Дмитриевич Скобелев

1955 - Крушение эмирата - Михаил Васильевич Фрунзе

1955 - Неоконченная повесть - Александр Аганин, врач-невропатолог

1956 - Триста лет тому… - Иван Богун

1957 - К Чёрному морю - Константин Александрович Хохлов

1958 - Олеко Дундич - полковник Бобров

1959 - Заре навстречу - Георгий Семёнович

1960 - Бессонная ночь - Егор Дмитриевич Кауров, отец Павла

1960 - Братья Ершовы

1960 - Люди моей долины - Евгений Бурчак

1962 - Кольца славы - Васильев

1964 - Живые и мёртвые - командир коммунистического батальона

1964 - Зачарованная Десна - Александр Петрович, полковник

1969 - Старый дом - эпизод

1969 - Ватерлоо - генерал Пьер Камброн

1970 - Крушение империи - Савва Абрамович

1971 - Звезды не гаснут - Георгий Васильевич Чичерин

1972 - Длинная дорога в короткий день - Михаил Петрович

1975 - Они сражались за Родину - полковник Марченко

1984 - Берег его жизни - Пётр Семёнов-Тян-Шанский

1987 - Борис Годунов - Пимен

1990 - Война на западном направлении - Нил Игнатьевич Романов

1991 - Осада Венеции (СССР, Италия, Франция) - священник

1992 - В начале было слово - игумен

2003 - Спас под берёзами - Пётр Сергеевич Нефёдов, старик

Телеспектакли

1967 - Медея - Ясон

1971 - Конкурс продолжается. Иоганн Себастьян Бах - король

1972 - Былое и думы - консул

1980 - Заговор Фиеско в Генуе - герцог Дориа

1981 - Царь Фёдор Иоаннович - князь Иван Петрович Шуйский

1983 - Фома Гордеев - Игнат Гордеев

1985 - Незрелая малина - Адольф

1987 - Борис Годунов (фильм-опера) - Пимен

1987 - Каменный цветок - Павел Петрович Бажов

1991 - Ночь игуаны - Джонатан Коффин

2002 - Лес (фильм-спектакль) - Карп

2002 - Горе от ума = князь Тугоуховский

Озвучивание

1942 - Георгий Саакадзе - Царь Луарсаб (роль С. Багашвили)

1943 - Давид-Бек - Мелик-Мансур (роль Ф. Довлатяна)

1951 - Жизнь побеждает

Участие в фильмах

2002 - Иван Любезнов (из цикла телепрограмм канала ОРТ «Чтобы помнили») (документальный)