Flera åkare, Samuelsson inkluderad, gjorde upp om bronset inför det fjärde och sista skyttet.
Ingen kunde hålla nerverna i styr och bommarna avlöste varandra.
Samuelsson lämnade vallen som fyra, tre sekunder bakom norrmannen Tarjei Bø – och det hela fick avgöras på upploppet.
Där drog svensken – med totalt två bom, båda i sista skyttet – det längsta strået och passerade mållinjen som trea efter att ha spurtat ner Bø med tre sekunders marginal
Brons till Samuelsson och Sverige, den första blågula medaljen på herrsidan i VM.
"Väldigt nervöst"
– Jag skakade väldigt mycket på tredje skyttet, sedan i fjärde skyttet så blir det väldigt tufft och nervöst. Det ser man, alla verkar vara väldigt nervösa, säger Samuelsson och berättar om spurten mot Bø:
– Det är inte det mest optimala att gå på vänstersidan in mot mål som jag gjorde, då finns risken att man blir utestängd och då måste man vara säker på att man tar sig om. Jag vågade inte vänta och gå på högersidan utan satte allt på ett kort.
Destro bittrare var det för Bø – framför allt då han blev slagen av en svensk.
– Han har en väldig fart när han passerade mig, han är en bättre spurtare än mig. Det kunde gärna ha fått vara en tysk som fixade medalj på hemmaplan. Sebbe är en bra kille … men det kunde ha varit en annan nation, säger norrmannen.
"Kung på jaktstart"
Samuelsson fick en tung inledning på VM när han grusade Sveriges chanser till medalj i mixedstafetten då han drog på sig tre straffrundor på sista sträckan. Efteråt konstaterades det att delar av 25-åringens gevär inte suttit fast ordentligt.
I VM:s andra tävling, sprinten, slutade Samuelsson på elfte plats och i den totala världscupen ligger han den här säsongen på 13:e plats.
– Jag har inte varit dålig den här vintern, men med den nivån jag besitter så har jag inte nått upp till det jag kan. Det blir ändå att man börjar tvivla en del och blir osäker. I dag trodde jag på det till 98 procent – det räckte.
Och jaktstart är Samuelssons grej.
I fjol åkte han bland annat upp sig från 14:e till andra plats i världscupen i Oberhof och sedan tidigare har han både VM-silver och OS-silver på distansen.
– Riktigt kul och imponerande, han visar att han är kung på jaktstart så det är riktigt häftigt. Sebastian var värd det här, säger Martin Ponsiluoma som blev 18:e man in i mål.
Norskt guld
– Det har bara gått väldigt bra, jag gillar de här man mot man-situationerna. Man vill tro på det, samtidigt ser man åkarna framför som är extremt duktiga, jag ska ta in 30–40 sekunder på dem, det är inte så lätt men jag lyckas, säger Samuelsson.
Söndagens medalj var svenskens sjätte totalt i VM-sammanhang.
Norrmannen Johannes Thingnes Bø var fullständigt överlägsen och sköt hem sitt tredje VM-guld i Oberhof på lika många försök. Silvret gick även det till Norge, till Sturla Holm Lægreid.
Övriga svenska placeringar: Jesper Nelin, 23:a, Peppe Femling, 25:a.
Nästa VM-lopp för herrarna är tisdagens distanslopp.