Interu Mediolan postanowił zapłacić za jego usługi 16 mln euro. Pierwszy oficjalny mecz Samuela dla "Nerazzurrich" miał miejsce 20 sierpnia 2005 r. w zwycięskiej potyczce o Superpuchar Włoch z Juventusem (1:0). Mediolańczycy z Walterem Samuelem w składzie rozpoczęli jeden z najwspanialszych okresów w historii klubu. Pięciokrotnie zdobywali Scudetto (2006, 2007, 2008, 2009, 2010), trzykrotnie Puchar Włoch (2006, 2010, 2011), czterokrotnie Superpuchar Włoch (2005, 2006, 2008, 2010), wyczekiwaną latami Ligę Mistrzów (2010) oraz Klubowe Mistrzostwo Świata (2010). Na pierwszą bramką w barwach "Nerazzurrich" czekał do 21 września 2005 r., gdy podczas meczu ligowego z Chievo Werona zaskoczył bramkarza rywala. 12 lutego pokonał bramkarza Juventusu, ale nie uchroniło to Mediolańczyków od porażki 1:2. 23 października jego debiutancki gol w Lidze Mistrzów dał "Il Biscione" zwycięstwo 2:1 nad CSKA Moskwa. Podczas rozgrywanych 23 grudnia 2007 r. derbów Mediolanu w starciu z Kaką odniósł powożną kontuzję, która wyeliminowała go do końca sezonu. Po przybyciu do Interu Lucio stworzył z nim świetnie się rozumiejącą parę stoperów. 20 października uchronił Nerazzurrich od porażki w starciu z Dynamem Kijów zdobywając bramkę na 2:2. 9 stycznia uratował zwycięstwo Interu pokonując w doliczonym czasie gry bramkarza AC Siena. Para ta siała prawdziwy postrach wśród przeciwników. 7 listopada 2010 r. odniósł ponownie poważny uraz, który wyłączył go z gry na 5 miesięcy, aż do 15 maja i meczu z SSC Napoli. 2 listopada pokonał bramkarza Lille OSC w meczu fazy grupowej LM. 5 lutego 2012 w starciu z Romą zagrał po raz 500 oficjalny mecz. 7 października 2012 r. zdobył jedynego gola w derbowym starciu z Milanem. W ligowych bojach przeciwko Milanowi Argentyńczyk zagrał jak dotąd dziesięciokrotnie. We wszystkich tych meczach zwyciężał Inter. Bez niego w 5 meczach "La Beneamata" wygrała tylko raz.