Родился 25 марта 1906 года в семье крестьянина-бедняка в бывшей Могилевской губернии.
В том же году отец был призван в царскую армию, служил на Дальнем Востоке в г. Никольск-Уссурийске. В 1908 г. вместе с матерью переехал к месту службы отца в г. Уссурийск, где мать стала работать на разных поденных работах (прачкой и т.п.). Отец по окончании службы в 1910 г. поступил письмоносцем на почтамт в г. Уссурийске, где и прослужил до 1941 года.
Т.П. Самойлов работал на Горно-таежной станции с момента ее организации академиком В.Л. Комаровым в 1932 году. Начинал научным сотрудником, затем заведующим зоологическим кабинетом, ученым секретарем, заместителем директора, а с 1945 по 1967 годы был директором горно-таежной станции. Являясь одним из основателей Горно-таежной станции, Тит Петрович вложил много труда и энергии в дело ее развития, в дело познания природных условий горно-таежных склонов Приморского края и разработки научных основ их хозяйственного освоения.
Признавая его научные достижения, Президиум АН СССР в 1939 г. присвоил ему ученое звание «старший научный сотрудник». Под руководством Т.П. Самойлова Горно-таежная станция, выполняя функции экспериментального стационара для биологических подразделений Дальневосточного филиала Академии наук, проводила самостоятельные исследования по утвержденной тематике и своими работами способствовала развитию в крае садоводства, картофелеводства, пчеловодства и других отраслей сельского хозяйства.
Коллектив станции и Самойлов Т.П. лично оказывали большую консультационную помощь практикам сельского хозяйства, колхозам и совхозам края, увязывая с ними свои исследования. Как администратор и хозяйственник Т.П. Самойлов принял большое участие в строительстве помещений и павильонов, размещенных на территории горно-таежной станции геофизической обсерватории в составе Службы Солнца, Магнитной станции и лаборатории растительного сырья, имевших союзное и международное значение. Он повседневно заботился о создании условий для работающих сотрудников. Наряду с административной и хозяйственной работой Т.П. Самойлов занимался изучением энтомофауны плодовых растений по садоводству. Написал 42 научные работы.
Внесен в Книгу Почётных Граждан Уссурийского городского округа на основании решения Исполнительного комитета Уссурийского районного Совета депутатов трудящихся от 19.10.1967 г. № 245.
Ушел из жизни 7 декабря 1979 года.