Ο οικισμός ονομάστηκε Κάτω Βαθύ και αργότερα Στεφανούπολη προς τιμή του Στεφάνου Βογορίδη, ο οποίος ήταν ένας από τους χειροτέρους ηγεμόνες της Σάμου. Με την αντικατάσταση του ο τόπος ονομάστηκε τιμήν Βαθέως και το 1958 πήρε το σημερινό όνομα, Σάμος.
Ο οικισμός άρχισε να αναπτύσσεται γρήγορα όταν το 1854 ο ηγεμόνας Ιωάννης Γκίκας, αποφάσισε να μεταφέρει την πρωτεύουσα από την Χώρα στην περιοχή Βαθύ λέγοντας ότι "συμφέρον του τόπου είναι η πρωτεύουσα να βρίσκεται πλησίον θαλάσσης ο δε κόλπος βαθέως προσφέρεται κατά τρόπο πράγματι άριστων δια τον σκοπών αυτόν "
Μερικά χρόνια αργότερα κατασκευάστηκε ο λιμενοβραχίονας και η πρώτη προκυμαία με την πλατεία Πυθαγόρα και ο δρόμος της παραλίας η οποία επεκτείνεται και βελτιώνεται μέχρι και σήμερα.
Η πόλη της Σάμου είναι χτισμένη αμφιθεατρικά στο βάθος του κόλπου. Είναι από τις μοναδικές πόλεις που κατόρθωσε να κρατήσει το παραδοσιακό χαρακτήρα και έχει μια από τις ωραιότερες προκυμαίες. Επίσης πολλά νεοκλασικά κτίρια που εξιστορούν παλιές καλές εποχές.
Το Βαθύ χωρίζεται πλέον σε Άνω και Κάτω Βαθύ. Το Άνω θεωρείται η παλαιά πόλη της Σάμου και το Κάτω Βαθύ η νέα πόλη με τα πιο καινούργια σπίτια που βρίσκεται κοντά στο λιμάνι. Εδώ εκτός από την Δημαρχία εδρεύουν οι αρχές της Σάμου, η Νομαρχία με όλες τις υπηρεσίες, η Αρχιεπισκοπή, τα μουσεία, καταστήματα και αρκετές τράπεζες. Επίσης είναι το μεγαλύτερο εμπορικό κέντρο της ανατολικής Σάμου, με πληθυσμό καθαρά αστικό.