Самира Галимова родилась в Санкт-Петербурге. В 2016 году окончила Санкт-Петербургское музыкальное училище имени Н. А. Римского-Корсакова (класс Нины Колосовой), в 2022 году – Санкт-Петербургскую государственную консерваторию имени Н. А. Римского-Корсакова (класс профессора Надежды Дроздовой-Вайнер). В 2022–2023 гг. совершенствовалась в Центре оперного пения Галины Вишневской (класс профессора Лидии Черных). Участвовала в мастер-классах Ларисы Гергиевой, Тамары Синявской, Ильдара Абдразакова, Мзии Бахтуридзе.
На сцене учебного театра Санкт-Петербургской консерватории дебютировала в партии Виолетты («Травиата» Верди). Выступила в партии Милитрисы в опере «Сказка о царе Салтане» Римского-Корсакова с Государственным симфоническим оркестром Ленинградской области под управлением Михаила Голикова (Гатчина, Приоратский парк).
В 2021–2022 гг. – стипендиат Фонда культурно-музыкального наследия Муслима Магомаева.
Победительница II Международного конкурса молодых оперных певцов имени С. Я. Лемешева в Твери (2023) и Международного конкурса вокалистов и концертмейстеров Хиблы Герзмавы (2025).
Лауреат V Международного молодежного конкурса русской классической музыки «Русская Альборада» в Барселоне (2020, III премия), IX Международного конкурса «Гатчинская Романсиада» в Гатчине (2020, II премия в номинации «Молодые исполнители»), 50-го Всероссийского смотра-конкурса вокалистов-выпускников музыкальных вузов в Санкт-Петербурге (2022), IX Международного конкурса вокалистов имени Бюль-Бюля в Баку (2024, IVпремия), VIII Международного конкурса вокалистов имени Б. Т. Штоколова в Санкт-Петербурге (2024, III премия).
Дипломант и обладательница специального приза «Надежда» X Международного конкурса молодых оперных певцов имени Н. А. Римского-Корсакова в Тихвине (2016), дипломант II Международного конкурса вокалистов имени Л. В. Собинова в Ярославле (2021).
С сезона 2023/24 – солистка оперной труппы Приморской сцены Мариинского театра. В 2024–2025 гг. принимала участие в гастролях балетной труппы в Пекине (Китай) и Маскате (Оман).
Сотрудничала с известными дирижерами, в числе которых Михаил Синькевич, Марко Боэми, Михаил Голиков, Сергей Тарарин, Иван Столбов, Мурад Аннамамедов, Эйюб Кулиев, Павел Смелков, Ариф Дадашев.
В репертуаре певицы – Адель («Летучая мышь» И. Штрауса), Сюзанна, Памина («Свадьба Фигаро», «Волшебная флейта» Моцарта), Норина («Дон Паскуале» Доницетти), Леонора («Трубадур» Верди), Царевна-Лебедь («Сказка о царе Салтане» Римского-Корсакова), Дидона («Дидона и Эней» Пёрселла), партия сопрано из «Свадебки» Стравинского и другие партии.