Vida pessoal
Na vida pessoal, Samara teve um relacionamento com os atores Roger Gobeth e Sidney Sampaio. Em 2008, a atriz começou a namorar o jogador de basquete Leandrinho Barbosa, que nos Estados Unidos e pela Seleção Brasileira. Da relação, nasceu Alícia, em junho de 2009, e a caçula, Lara, em maio de 2013, após uma breve separação do casal, em 2010. Em setembro de 2013, a atriz e o atleta anunciam a separação. Segundo a atriz, a escolha do nome da primogênita foi uma homenagem ao pai, Gladstone Alício Santana, morto em 2001, vítima de um câncer de pulmão.