Родился 20 ноября 1850 года в г. Дукла (ныне Дукля в Польше). Получил традиционное еврейское (львовская йешива) и европейское (магдебургская и лигницская гимназии, после — Мюнхенский и Цюрихский университеты) образование.
К 1894 году — раввин в промышленном пригороде Вены. Активное участие Блоха в громком процессе против антисемита профессора Августа Ролинга, который обвинял евреев в ритуальных убийствах (1883), способствовало росту его популярности среди австро-венгерского еврейства.
В 1883 году основал один из первых еврейских немецкоязычных журналов «Osterreichischer Wochen-schrift» («Австрийский еженедельник» ), который стал центром защиты гражданских прав евреев в Австро-Венгрии.
В 1884 году Иосиф Самуил был избран в рейхсрат от еврейской общины Коломыи.
До 1895 года отстаивал в австрийском парламенте права евреев и боролся с проявлениями антисемитизма. Сторонник идей просвещения, Блох выступал как против крайностей национализма, так и против ассимиляции еврейства, отстаивал идею создания многонациональной космополитической идентичности, которая должна объединить всех граждан Австро-Венгрии в единую нацию.Умер 1 октября 1923 года, похоронен в Новом еврейском участке Центрального кладбища Вены.