В 1939 г. вместе с семьёй эмигрировал из нацистской Германии в США. Изучал скрипку и дирижирование в Истменовской школе музыки, затем совершенствовал своё дирижёрское мастерство в Тэнглвуде под руководством Сергея Кусевицкого и учился композиции в Йельском университете у Пауля Хиндемита.
В конце 1940-х гг. руководил небольшим оркестром в Париже: в воспоминаниях Аарона Копленда упоминается, в частности, как на вечеринке у Самуэля Джон Кейдж познакомил его с Пьером Булезом. Непродолжительное время дирижировал мюзиклами на Бродвее, затем на протяжении 10 лет играл на скрипке в Миннеаполисском симфоническом оркестре. В 1959—1971 гг. главный дирижёр Оклендского симфонического оркестра, одновременно в 1961—1971 гг. главный дирижёр балета Сан-Франциско. Затем второй дирижёр Лос-Анджелесского филармонического оркестра при Зубине Мете. В 1976—1997 гг. преподавал в консерватории Цинциннати, руководил несколькими музыкальными фестивалями.
В 1994 г. Самуэлю была присуждена престижная Премия Дитсона за вклад дирижёра в развитие американской музыки.
Композиторское наследие Самуэля включает симфоническую и камерную музыку, сочинения на тексты Уолта Уитмена и Ганса Христиана Андерсена. Незадолго до смерти он закончил работу над оперой по рассказу Томаса Манна «Кровь Вёльсунгов». Музыка Самуэля представляла сложности для восприятия: так, рецензент «Нью-Йорк Таймс», говоря о самуэлевском «Реквиеме по выжившим» (англ. Requiem for Survivors), 17-минутном сочинении на основе первых девяти тактов из «Лакримозы» Моцарта, осторожно замечает, что хотя Самуэль манипулирует звуковыми текстурами с необычайной изобретательностью, «временами трудно понять, чем определяется объём и продолжительность той или иной идеи, а то и всей вещи, но, по крайней мере, внимание она удерживает от начала до конца».
