Сэмюэл Генри Джей Уортингтон родился 2 августа 1976 года в городе Годалминг, графство Суррей, Англия. Практически сразу после рождения малыша его родители перебрались на постоянное место жительства в Австралию. Свое детство и юность Сэм провел в городке Рокингэм неподалеку от крупного города Перт. Его отец работал на заводе по производству алюминия.

С ранних лет мальчика окружала беднота портовых районов, и он не помышлял о славе и больших деньгах. После школы паренек работал обычным каменщиком на стройке, но в один прекрасный момент понял, что необязательно так проводить свою жизнь, и решил попробовать себя в чем-то другом.

Актерским искусством Уортингтон стал увлекаться очень рано, постоянно участвуя в школьных спектаклях. Именно тогда он понял, что хотел бы связать с театром всю свою жизнь. Первые актерские знания Сэм получил в Драматической школе Джона Картина. Педагоги отмечали незаурядный талант молодого человека, но утверждали, что Сэм не отличается особым прилежанием и старанием.

После окончания школы и непродолжительной работы на стройке Сэм отправился в Сидней и поступил в Национальный институт драматического искусства, где находился на хорошем счету у руководителей курса. В 1998 году он окончил институт, и началась совсем другая жизнь - будущей кинозвезды.

Сэму поступило предложение поработать в театре Бельвоир. Там он исполнил роль в спектакле «Поцелуй Иуды». После успеха этой работы Сэм Уортингтон, фильмография которого начинает свой отчет с австралийских сериалов, получает предложение от режиссера сериала «Blue Heelers».

Дожив до тридцати лет, начинающий актер Сэм Уортингтон, фильмография которого насчитывала к тому времени более пятнадцати киноработ, был жутко разочарован своей жизнью и нескладывающейся карьерой. Поэтому в один прекрасный день он продал почти все свое имущество и, загрузив необходимые вещи в свою машину, уехал в горы, чтобы поразмышлять о своей судьбе. Именно там его застал звонок агента, как оказалось, судьбоносный. Сэма пригласили на пробы фильма «Аватар».

Роль в «Аватаре» стала откровением. Все заметили актерские способности австралийского молодого человека. И предложения посыпались на него градом. Сэм Уортингтон, фильмография которого пополнилась такими работами, как «Битва титанов», «Гнев титанов», «На грани», быстро упрочил свое положение на голливудском Олимпе. Его проводником в этот мир в некоторой степени стал и Джеймс Кэмерон, выбравший никому не известного австралийца из сотен претендентов на роль Джейка Салли, которая стала его самой звездной работой.

Несмотря на то, что Сэм Уортингтон, фильмография которого пополняется на несколько фильмов в год, продолжает усердно трудиться и без конца снимается, для зрителей он остается героем «Аватара». Сейчас идет производство второй части нашумевшего научно-фантастического фильма, где Сэм продолжит исполнять роль Джейка Салли, видимо, уже в новом облике.

Кроме работы в кинематографе, Уортингтон принимает участие в озвучивании знаменитой компьютерной игры «Call of Duty». В 2010 году актер стал лауреатом премии «Сатурн» для научно-фантастических фильмов в категории «Лучший киноактер».

Сэм Уортингтон, личная жизнь которого не отличается публичностью, долгое время встречался с австралийской актрисой Мейв Дермоди. Они постоянно появлялись вместе на светских вечеринках. Все ближайшие знакомые пары утверждали, что свадьба не за горами, но Сэм и Мейв расстались в 2008 году, после трех лет отношений. В 2009 году у Сэма появилась новая девушка - Натали Маркс. Но и с ней крепкий союз создать не удалось, и хотя встречалась два года, их расставание не удивило никого из друзей.

В 2013 году актер познакомился с моделью Ларой Бингл, которая на десять лет его младше. Это была любовь с первого взгляда. Очень скоро молодые люди стали жить вместе, а после того как узнали, что станут родителями, решили официально узаконить брак. Свадьба состоялась в феврале 2014 года в узком кругу близких и родных. 24 марта 2015 года родился сын Сэма и Лары - Рокет Зот.