Először "A mexikói" című kalandfilm egyik mellékszereplőjeként tűnt fel, itt együtt játszott Borisz Andrejevvel és a főhőst alakító Oleg Sztrizsenovval. Lényegében Mihail Kalatozov rendező fedezte fel a film számára, amikor rábízta a "Szállnak a darvak" című film főszerepét. Veronika és Borisz (Alekszej Batalov alakítása) szerelmét kettétöri a háború. A férfi bevonul, Veronika az ostromlott Moszkvában marad és egy légitámadás idején ellenállását feladva, hagyja magát elcsábítani. Az önvád majdnem öngyilkosságba kergeti. Később megtudja, hogy Borisz elesett, de ezt csak akkor veszi tudomásul, amikor a hazaérkező katonák között hiába keresi. Ez a szerep hozta meg a színésznő számára a sikert, sőt a világhírt. A film az 1958-as cannes-i filmfesztivál Arany Pálma díját kapta, Szamojlova pedig külön dicséretben "(Mention spéciale)" részesült.