С 1941 года в период Великой Отечественной войны начал свою трудовую деятельность трактористом в местной машино-тракторной станции колхоза Чернского района Тульской области. С 1943 года, в возрасте семнадцати лет Н. Н. Самсонов был призван в ряды Рабоче-Крестьянской Красной армии и добровольцем отправился в действующую армию, на фронт, участник Великой Отечественной войны в составе 1045-го стрелкового полка 284-й стрелковой дивизии — ефрейтор, наводчик роты противотанковых ружей. Воевал на Забайкальском фронте, участник боевых действий под Мценском, неоднократно получал ранение в боях. С 1945 года в составе Тихоокеанского флота, Н. Н. Самсонов был участником Советско-японской войны. За участие в войнах был награждён орденом Отечественной войны 1-й степени и Медалью «За отвагу».