萨姆索诺夫至今曾参加了五届奥运会的乒乓球单打赛事。1996年亚特兰大奥运会，萨姆索诺夫第一次参加奥林匹克运动会男子单打比赛，在四分之一决赛遭遇中国的王涛，曾一度2:0领先。但是，体育场馆却突然莫名其妙地断电两次，迫使比赛中断。恢复比赛后，萨姆索诺夫的状态急转直下，随后连败三局，止步八强。2000年悉尼奥运会，萨姆索诺夫再次杀入八强，以2:3惜败于当届亚军瓦尔德内尔。此后，萨姆索诺夫又连续参加四届奥运会的乒乓球比赛，但均未能獲得奬牌。2016年里約奧運會，他於八強擊敗上屆銅牌得主奧恰洛，進入四強。但卻先後在準決賽及銅牌賽連敗於張繼科及水谷隼，與獎牌擦肩而過。
萨姆索诺夫曾多次参加世界乒乓球锦标赛，单打的最好战绩为1997年的亚军，在决赛中负于瓦尔德内尔。双打方面，他曾与克罗地亚的普里莫拉茨搭档，获得1995年世乒赛男双亚军。
世界杯乒乓球赛是萨姆索诺夫取得成绩最好的世界性大赛，他曾三次（1999、2001、2009）夺得该项赛事的男单冠军，夺冠次数仅次于中国选手马琳。