Efter helt felfritt skytte klättrade Samuelsson från åttonde plats till andraplatsen på prispallen före Johannes Thingnes Bø, Norge, som han knäckte i spurten.
Regerande världsmästaren Émilien Jacquelin, Frankrike, försvarade sin titel och vann.
Sebastian Samuelsson sköt helt felfritt, både i liggande och stående, och var hela tiden med i täten av loppet.
Efter segern i sprintloppet i fredags gick Martin Ponsiluoma ut först i jaktstarten, elva sekunder före fransmannen Desthieux. Sebastian Samuelsson startade 27 sekunder efter sin landsman, på åttonde plats.
Men Ponsiluoma kunde inte förvalta sin ledning utan missade allra första skottet i liggande och hade ytterligare en bom i den inledande skjutningen. Ledningen förbyttes till en åttonde plats 38 sekunder från täten.
Efter ytterligare två bom i den andra skjutningen föll Ponsiluoma genom fältet. Han slutade till slut på 13:e plats med sex bom totalt.
Samuelsson, som tog silver i OS i Pyeongchang i just jaktstart, vann årets första tävling i disciplinen i världscupen i Kontiolax i Finland i december.