Физиолог, профессор МГУ (1924), автор оригинальных методов исследования физиологии сердца и нервно-мышечного аппарата, один из создателей электрокардиографии. В 1925 г. определил температурный коэффициент для процесса передачи нервного импульса с нерва на мышцу и показал, что этот процесс носит химический характер. В 1927 г. (совм. с М.А. Киселёвым) экспериментально доказал гуморальную природу центрального торможения. Его труды по электрофизиологии получили мировую известность. Скончался А.Ф. Самойлов 22 июля 1930 года, похоронен в Москве на Введенском кладбище.