Depois de trabalhar na Nova Zelândia National Film Unit como diretor e ator, Neill foi escolhido como o protagonista do filme na Nova Zelândia Sleeping Dogs. Após isso, ele apareceu no clássico australiana, My Brilliant Career (1979), em frente Judy Davis. Este aspecto levou a ser selecionado para interpretar Damien Thorn em Omen III: O Conflito Final, em 1981, uma das sequelas de A Profecia. No final da década de 1971 o seu mentor foi o notável ator britânico James Mason. Neill foi também um dos principais candidatos a suceder Roger Moore no papel de James Bond, mas ele perdeu para o Timothy Dalton.
Neill teve heróis e vilões em uma sucessão de cinema e televisão dramas e comédia. No Reino Unido, ele tornou-se conhecido no início de 1980 estrelando em dramas como Ivanhoe e, nomeadamente, no papel-título de Reilly, Ace of Spies. Neill é conhecido por seu e co-estrelando papéis principais em filmes importantes, incluindo Dead Calm (1989), La révolution française (1989), interpretando o famoso Marquês de La Fayette, A Caçada ao Outubro Vermelho (1990), Memórias de um Homem Invisível (1992), O Piano (1993), Jurassic Park (1993), Sereias (1994), Event Horizon (1997), O prato (2000) e Jurassic Park III (2001). O filme de Inquietação: Uma Viagem por Sam Neill (1995) foi escrito e dirigido por Sam Neill e Judy Rymer . Nele Neill narrou sua lembrança pessoal da Nova Zelândia história do cinema.
Neill foi convidado para desempenhar o papel de Elrond em O Senhor dos Anéis de Peter Jackson, mas recusou por causa de suas obrigações contratuais para outra, Jurassic Park III (2001). Ele organizou e narrou uma série de documentários para a BBC, intitulada Space (Hiperespaço, nos Estados Unidos) em 2002.
Em 2006, Neill gravou uma série de anúncios de rádio para o Fifth Third Bank os EUA no centro-oeste
Neill estrelou o drama histórico The Tudors na rede Showtime jogando Cardeal Wolsey. "Eu tenho que dizer que eu realmente gostava de fazer The Tudors", disse Neill, "Foi seis meses com um personagem que eu achei extremamente interessante, com um elenco que gostei muito e com uma história que eu achei muito interessante."Ele tem elementos que são difíceis de vencer: traição, luxúria e traição, todas as coisas que fazem para o bem. Histórias de vingança " Neill estrelou como o Sr. Jones em Sob a Montanha e como Charles Bromley em Daybreakers .
Ele também estrelou numa produção de TV na ABC chamada Happy Town em que interpretou Merritt Grieves. Em 2012 estrelou a série de TV Alcatraz (produtor executivo J. J. Abrams) junto com Sarah Jones e Jorge Garcia , pela Fox TV, que teve a duração de uma temporada com 13 episódios.
Vida
Foi casado com a maquiadora Noriko Watanabe, com quem tem uma filha, Elena. Tem um filho, Tim, com a atriz neozelandeza Lisa Harrow.