Sam Rockwell nació el 5 de noviembre de 1968 en San Mateo, California. Hijo de dos actores separados (Pete Rockwell y Penny Hess) creció alternando entre Nueva York y San Francisco. Hizo su debut cinematográfico a los once años en la cinta independiente Clownhouse. Al terminar sus estudios, trabajó unos años en Nueva York haciendo pequeños roles para televisión. Su carrera comenzó a despuntar en la década de los 90 con su aparición en películas como The Search for One-Eye Jimmy (1994), Glory Daze (1995), Mercy (1995), Basquiat (1996), Box of Moonlight (1996), Lawn Dogs (1997) y Celebrity (1998) de Woody Allen. En 1999 consiguió papeles de mayor peso en Sueños de fuga y Galaxy Quest, pero no fue hasta su aparición en Tres anuncios por un crimen (2017) cuando logró llamar la atención de la crítica, ganar el Globo de Oro a Mejor Actor de Reparto en la categoría de drama y ser nominado al Oscar a Mejor Actor de Reparto.