Отец Давида Самойлова, Самуил Абрамович Кауфман был главным венерологом Московской области, участвовал в Первой мировой и Гражданской войн, а во время Великой Отечественной войны работал в тыловом госпитале. О своих родителях поэт неоднократно рассказывал в своих автобиографических произведениях, в том числе в стихотворениях «Выезд» и «Двор моего детства».
По окончании школы Давид поступил в Московский институт философии, истории и литературы, где познакомился со многими будущими поэтами «военного поколения»: Борисом Слуцким, Павлом Коганом, Михаилом Кульчицким.
Самойлов пытался во время Финской войны уйти на фронт добровольцем, но его не взяли по состоянию здоровья. В 1941 году он снова не смог попасть на фронт, но уже из-за возраста: его отправили под Вязьму рыть окопы. В первые месяцы войны поэт написал порядка 30-ти стихотворений, делал переводы. На трудовом фронте Самойлов заболел, и его эвакуировали в Ашхабад (по другим данным в Самарканд), где он продолжил педагогическое образование, после чего отучился несколько месяцев в Гомельском военно-пехотном училище и был отправлен на Волховский фронт под Тихвин. По словам самого Самойлова, война дала ему «ощущение народа».
В 1943 году поэт был ранен в левую руку осколком мины: жизнь ему спас алтайский крестьянин С.Косов, о чем Самойлов написал стихотворение «Семен Андреич». Выписавшись из госпиталя, поэт снова отправился на фронт, был разведчиком, освобождал Германию и Польшу, дошел до Берлина.
После войны Самойлов работал переводчиком и сценаристом на радио. С 1955 года его произведения стали появляться в прессе, а через три года вышел в свет его сборник «Ближние страны». Особенно популярен Самойлов стал после того, как в 1970 году был издан его сборник «Дни». Он поддерживал тесную дружбу с Юрием Левитанским, Зиновием Гердтом, Булатом Окуджавой и многими другими. О дружбе с Самойловым, с которым они были знакомы со школьных лет, подробно написала переводчица Лиллиана Лунгина в своей знаменитой книге «Подстрочник».
Также Самойлов активно занимался переводами: благодаря ему на русском языке зазвучали стихи болгарских, испанских, армянских, немецких, литовских, польских, турецких, французских, сербских, эстонских поэтов. С 1976 года поэт проживал в прибалтийском городе Пярну. Здесь, в Эстонии, он издал шесть поэтических сборников, в том числе один на эстонском языке.
Скончался писатель в 1990 году. Через пять лет после его смерти была издана книга «Памятные записки», основой для которой послужили дневниковые записи, которые Самойлов вел постоянно, начиная с 1962 года.
