Den 11 januari 2019 tog Samuelsson sin första pallplats i världscupen genom att komma på tredjeplats i sprinten i Oberhof. På VM i Östersund senare på året slutade han på en fjärdeplats i herrarnas distanslopp. Tillsammans med Hanna Öberg tog han ett VM-brons på singelmixstafetten. Efter säsongen 2019/2020, som inte genererade några större framgångar, inledde Samuelsson säsongen 2020/2021 bättre då han under de inledande tävlingarna i Kontiolax tog en andraplats i den första sprinttävlingen. En vecka senare tog han sin första världscupseger genom att vinna jaktstarten, också i Kontiolax.