Вважається, що Іван Самойлович народився на початку 30-х років 17 століття у містечку Ходоркові на Житомирщині. Його батько Самійло був священиком, але Іван змалку виявляв аж надто запальний характер, щоб присвятити своє життя богові. Коли настала пора отримувати освіту, хлопець відправився до одного з кращих навчальних закладів України – Києво-Могилянської колегії.
Після закінчення навчання Самойлович розпочав службу в козацькому війську. Спочатку він виконував обов’язки писаря, але надовго на цій посаді не затримався. Досить скоро він почав робити суто військову кар’єру – був призначений сотником веприцької сотні Гадяцького полку, у 1665 році – сотником красноколядинської сотні Чернігівського полку, а згодом отримав звання «значкового товариша».
У 1668 році Іван Самойлович узяв участь у повстанні проти московської влади. Коли Іван Брюховецький загинув і наказним гетьманом на Лівобережжі було проголошено Дем’яна Многогрішного, Самойлович щиро підтримав останнього і в тому ж році отримав посаду чернігівського полковника.
Втім, доля не дала Самойловичу затриматися на цьому місці. У 1669–1672 роках йому довелося обійняти посаду генерального судді. Вже в цьому високому ранзі Самойлович несподівано взяв участь у змові козацьких старшин проти гетьмана Многогрішного, чия політика була не до вподоби січовикам. Отже, 17 червня 1672 року в Козачій Діброві рада вирішила передати булаву в інші руки. У той день гетьманом було проголошено саме Івана Самойловича.
Влітку 1687 року, після провалу українсько-московського походу на Крим, старшина збунтувалася. Гетьмана безпідставно звинуватили в усіх невдачах останнього часу; козаки, скориставшись можливістю позбавитися гетьмана, що став непопулярним, почали вимагати від царського уряду усунення Івана Самойловича від влади. Зранку 23 липня 1687 року царські війська оточили гетьманську ставку. Одночасно старшина зібралася на річці Коломак для чергової ради і вирішила передати булаву іншому претендент}' на владу. А щоб остаточно позбавитися від колишнього гетьмана, козаки заарештували Самойловича та його сина Якова й відправили на суд до Москви.
Царський уряд, у свою чергу, вирішив прибрати звинувачуваного подалі з очей і відправив його до Сибіру. В 1690 році у далекому Тобольську Іван Самойлович пішов з життя.
Іван Самойлович діяв під девізом: «Або все, або нічого». Узявши до рук булаву, він перш за все забажав об’єднати під своєю владою Лівобережну і Правобережну Україну. Задля досягнення цієї мети Самойлович розпочав боротьбу проти гетьмана правого берега Дніпра Петра Дорошенка. Під час Чигиринських походів проти турків 1677 і 1678 років Іван Самойлович особисто керував козацьким військом. Прихильник сильної централізованої влади, він сподівався, що зможе домогтися того, щоб гетьманство стало спадковим. За часів його правління було здійснене масове переселення українського населення з правого берега на Лівобережжя, що значною мірою сприяло відродженню економічного життя Гетьманщини.
Однак козацтву було за що ображатися на свого обранця. Козаки висловлювали невдоволення тим, що з вини Самойловича Українська православна церква втратила свою незалежність і в 1686 році опинилася під проводом Московського Патріархату. До того ж великі податки на утримання московських залог, що покладалися на місцеве населення, виявилися занадто важким тягарем. Козаки почали хвилюватися, старшина почала надсилати московському цареві доноси. Самойловичу закидали зловживання владою й таємні зносини з Кримським ханством.