I stället tog favoriten Norge hem guldet efter att ha inlett dåligt, men till slut ha vunnit klart.
Storstjärnan Johannes Thingnes Bø körde i mål 11,6 sekunder före Italien och Frankrike slutade trea, 55,9 sekunder efter.
Segern innebar att Marte Olsbu Røiseland tangerade tyskan Magdalena Neuner som den mesta VM-guldmedaljören på damsidan med tolv guld.
Efter Samuelssons genomklappning slutade Sverige nia, 2.33 efter segrande Norge.
Efteråt var alla, inte minst Samuelsson, frågande till vad som hände.
– I liggande är jag jättetaggad, men märker snabbt att jag bommar en hel del. Jag ser inget på vimplarna, så jag försöker bara göra det bättre, men det går inte, säger han till SVT.
"Inte nära att träffa"
I stående insåg han att något var fel.
– I stående skjuter jag bra, men jag bommar lika grovt. Det måste vara något fel på vapnet. Någonting har hänt, det är så grovt, jag är inte nära att träffa.
Sebastian Samuelsson är nedslagen när han konstaterar:
– Det är tråkigt, för vi hade något bra på gång.
Innan Samuelssons jättemissar hade Sverige medaljläge, låg fyra och hade fem sekunder upp till en bronsplats.
– Tråkigt, man känner med "Sebbe". Jag vet att han kan bättre än så, säger Hanna Öberg.
Skyttetränaren Jean-Marc Chabloz säger till SVT:
– Man kan inte bomma så grovt, jag kan inte förklara det. Något skumt har hänt där. Det här händer inte "Sebbe", han är mycket bättre än så här.
"Lite slarv"
Hanna Öberg låg femma, 25,8 sekunder efter, efter att ha tvingats använda två extraskott i liggande.
– Det var lite slarv på det jag bommade, men på stå känns det väldigt bra, säger Hanna Öberg till SVT.
Om den omtalade långa stigningen Birxsteig i början av de två varven säger hon:
– Det är en tuff backe, det var inte topp-topp-känsla, men det var inte dåligt på något sätt. Det är en godkänd sträcka jag gör.
Storfavoriten Norge hamnade dock i trubbel direkt när Ingrid Tandrevold tvingades till en straffrunda och var nästan minuten efter.
"Lite seg"
Elvira Öberg var rapp direkt efter växlingen på andra sträckan, gick upp till tredje plats, men världscuptvåan – som varit säkerheten själv på skjutvallen – tog det försiktigt på vallen. Dessutom tvingades hon använda totalt tre extraskott. Vid växlingen låg hon fyra, 27,5 sekunder efter ledande Italien och med knappt en sekund fram till Tyskland på bronsplats.
– Jag kanske var lite seg, det var kanske inte 110 procent, säger Elvira Öberg till SVT.
När herrarna tog över kom Norge i kapp snabbt genom Sturla Holm Laegraid som sköt fullt och var snabb i spåren.
Han växlade över i ledning till suveränen Johannes Thingnes Bø.
Martin Ponsiluoma gjorde en stark sträcka åkmässigt, tvingades till tre extraskott, och var 14,7 sekunder efter Norge.
Men allt föll i hop med Samuelssons problem på sista sträckan.