Man ist sich nicht ganz einig, wer Samarium tatsächlich entdeckt hat. Genannt werden in verschiedenen Quellen die Schweizer Jean Charles Galissard de Marignac, Marc Delafontaine und der Franzose Paul Émile Lecoq de Boisbaudran. De Marignac war es 1853, der Samarium spektroskopisch nachwies. 1879 isolierte Lecoq de Boisbaudran das Element aus dem Mineral Samarskit. Die Bezeichnung leitete sich vom Mineral Samarskit ab, das wiederum von Oberst Samarski-Bychowez entdeckt wurde. Ein Jahr zuvor machte Delafontaine im Didymiumoxid die gleiche Entdeckung.
1881 zeigte Delafontaine, dass sein isoliertes Element neben Samarium ein weiteres Element enthält. Weitere 22 Jahre vergingen, bis der deutsche Chemiker Wilhelm Muthmann 1903 erstmals metallisches Samarium durch Elektrolyse isolierte.