سامسون پطروسیان بارها و بارها توسط علی پروین و محمد مایلی‌کهن به تیم ملی فوتبال ایران دعوت شد اما نهایتا دو بار برای تیم‌ملی به میدان رفت؛‌ بازیکنی که تا آستانه جام جهانی و جام ملت‌های آسیا هم پیش رفت ولی تیم‌ملی را در نهایت همراهی نکرد.