Samuelssonim maajoukkueuran alkoi nuorten EM-kisoissa 1982. Nuorten MM-kisoissa hän edusti Ruotsia 1982, 1983 ja 1984. A-maajoukkueen mukana Ulf Samuelsson oli jääkiekon maailmanmestaruuskisoissa 1985 ja 1990 sekä Kanada Cupissa 1991. Vuoden 1998 talviolympialaisiin Samuelsson osallistui Ruotsin joukkueessa, mutta hänet suljettiin kisoista kun kävi ilmi että hän oli saanut Yhdysvaltain kansalaisuuden mikä vielä tuolloin tarkoitti automaattisesti Ruotsin kansalaisuuden menettämistä. Lainmuutosten jälkeen vuonna 2003 Samuelsson sai viimein maiden kaksoiskansalaisuuden. Hän pelasi myös vuoden 1987 Rendez-vous ’87 -otteluparissa NHL-tähtijoukkueessa sen kohdatessa Neuvostoliiton.