В феврале 1932 года направлен в Забайкальскую группу войск ОКДВА на должность помощника начальника 1-го отдела. С августа 1935 года проходил службу в Забайкальском УРе в должностях начальника 1-й части, начальника штаба и врид коменданта укрепрайона. В октябре 1938 году допущен к командованию 266-м стрелковым полком 93-й стрелковой дивизии ЗабВО в городе Нижнеудинск. После боёв на реке Халхин-Гол полк был передислоцирован на ст. Дивизионная (Бурят-Монгольской АССР), где вошёл в состав 114-й стрелковой дивизии и переименован в 763-й стрелковый полк. В августе 1940 года полковник Самсонов назначен заместителем командира 152-й стрелковой дивизии. В апреле 1941 года по личной просьбе был переведён на ту же должность в 114-ю стрелковую дивизию.