Во второй (при Екатерине II) русско-турецкой войне А. Н. Самойлов участвовал уже в чине генерал-поручика. Воинская колонна, которой он командовал, в декабре 1788 года штурмовала Очаков. Во главе ее шел на приступ и Самойлов. За эту операцию Александр Николаевич был удостоен ордена Св. Георгия 2-го класса. Баталии, в которых принимал участие генерал-поручик Самойлов, следовали одна за другой. При взятии крепостей Каушаны, Килии и Бендеры он вновь отличился, за что получил орден Св. Александра Невского, а за штурм крепости Измаил 12 декабря 1790 года его грудь украсила очередная награда — орден Св. Владимира 1-й степени.

В 1791 году, после смерти Г. А. Потемкина-Таврического, А. Н. Самойлов по поручению Екатерины II некоторое время вел (до прибытия графа А. А. Безбородко) мирные переговоры с турками в Яссах. В конце января 1792 года именно он привез Екатерине II известие о заключении выгодного для России мира. За это императрица лично «возложила» на его грудь орден Св. Андрея Первозванного и пожаловала ему 30 тысяч рублей.

17 сентября 1792 года Екатерина II назначила А. Н. Самойлова на «короткое время» генерал-прокурором Сената вместо тяжело больного князя А. А. Вяземского, а затем (20 декабря) утвердила его в этой должности, поручив одновременно управлять казначейством и Ассигнационным банком. Самойлов занимал пост генерал-прокурора четыре года. Он пользовался благосклонностью императрицы, которая находила у него «равное усердие» с прежним генерал-прокурором. Однако к гражданским делам Самойлов привыкал с трудом. Ему гораздо легче было командовать войсками, вести солдат на штурм, нежели заниматься тягостной работой в Сенате. Многие высшие сановники недолюбливали его и поговаривали, что он вследствие некомпетентности «наделает много хлопот императрице».