Ingresó en la École normale supérieure en 1940 y pronto se unió a la Resistencia; no fue hasta después de la guerra cuando inició sus investigaciones en Estados Unidos (en Princeton), donde defendió su tesis. Especialista en álgebra conmutativa y geometría algebraica, obtuvo brillantes resultados y se incorporó al grupo Bourbaki, algunas de cuyas reuniones filmaba. También poseía un talento pedagógico excepcional: todos sus estudiantes (en Clermont-Ferrand, después en la Sorbona y en Orsay) les dirán que lograba hacer «fáciles» para sus oyentes teorías extremadamente sutiles.
Fue durante una estancia en Harvard, en 1969, cuando descubrió lo que llegaría a ser la ecología. En 1970 fundó, junto con Alexandre Grothendieck y Claude Chevalley, el grupo Survivre et vivre. Pero, como verdadero científico, rechazó el dogmatismo que se instauraba allí y lo abandonó en 1973 para incorporarse al grupo Les Amis de la Terre.
Además de sus libros de matemáticas, Pierre Samuel publicó tres obras sobre ecología; la primera de ellas, Écologie : détente ou cycle infernal (1973), en la colección 10-18, sienta las bases de una ecología razonada y científica. Las otras dos obras, de la colección Les cahiers de l’écologie, están dedicadas a la energía nuclear y al efecto invernadero. Es asimismo autor de un libro sobre la historia del feminismo, Amazones, guerrières et gaillardes.
