Звездной ролью Татьяны Самойловой стала роль Вероники в картине Михаила Калатозова «Летят журавли» по пьесе Виктора Розова «Вечно живые» (1957). За эту роль актриса стала Лауреатом Премии жюри XI Каннского фестиваля «Апельсиновое дерево» как «Самой скромной и очаровательной актрисе (1957).
Следующей известной ролью стала роль Анны Карениной в фильме режиссера Александра Зархи по одноименному роману Л.Н. Толстого "Анна Каренина" (1967). Эта роль незабываема, актриса поражает и восхищает нас, зрителей, своей блестящей игрой. Мы верим, что Анна Каренина именно такой и должна быть.
Также она снималась в кинофильмах "Возврата нет", "Бриллианты для диктатуры пролетариата", "Московская сага" и др. (всего 25 наименований).
Ее вклад в киноискусство не остался незамеченным. Она заслуженная артистка РСФСР (1965), народная артистка РФ (1992), Лауреат премии Национальной академии кинематографических наук «Золотой Орёл» (2002 г.).
Татьяна Евгеньевна прожила долгую, но не очень счастливую жизнь. Она несколько раз была замужем (первый муж Василий Лановой, второй муж начинающий писатель Валерий Осипов, третий муж режиссер Театра - студии киноактера Эдуард Машкович (у них совместный сын Дмитрий, который проживает с семьей в США), четвертый муж режиссер и журналист Соломон Шульман).
Был период, когда она тяжело болела, попадала в больницу.
4 мая 2014 г. в московской больнице актриса скончалась, в день своего рождения. 6 мая должно было пройти торжество в честь ее юбилея. Жаль, что не дожила до этого праздника. Ее образ навседа останется в наших сердцах.
