Γεννημένος ως Nigel John Dermot Neill στο Omagh της Βόρειας Ιρλανδίας το 1947, μετακόμισε στο Christchurch της Νέας Ζηλανδίας, με την οικογένειά του ως παιδί.
Υιοθέτησε το όνομα Σαμ σε ηλικία 12 ετών επειδή υπήρχαν αρκετοί Νάιτζελ στο σχολείο του.
Ξεκίνησε την υποκριτική ενώ σπούδαζε στο Πανεπιστήμιο του Canterbury και έκανε το ντεμπούτο του στην ταινία The City of No του 1971. Μετά από αρκετούς τηλεοπτικούς και κινηματογραφικούς ρόλους στη Νέα Ζηλανδία, κέρδισε ευρύτερη αναγνώριση στην ταινία Sleeping Dogs του 1977, μια από τις πρώτες ταινίες της χώρας που πέτυχε διεθνή διανομή.
Αργότερα μετακόμισε στην Αυστραλία, όπου πρωταγωνίστησε στην ταινία My Brilliant Career (1979), μια ταινία που τον βοήθησε να καθιερωθεί ως κορυφαίος ηθοποιός.
Ο Νιλ απέκτησε παγκόσμια φήμη το 1993 με τις ερμηνείες του στο βραβευμένο με Όσκαρ Τζέιν Κάμπιον The Piano και ως παλαιοντολόγος Δρ Γκραντ στο Jurassic Park του Στίβεν Σπίλμπεργκ.
Επανέλαβε τον ρόλο στα Jurassic Park III (2001) και Jurassic World Dominion (2022) και εξέφρασε τη φωνή του χαρακτήρα σε τρία βιντεοπαιχνίδια βασισμένα στη σειρά.
Ο Νιλ βρήκε επίσης επιτυχία στην τηλεόραση, υποδυόμενος τον σαδιστικό, διεφθαρμένο αστυνομικό Ταγματάρχη Τσέστερ Κάμπελ στις δύο πρώτες σειρές των Peaky Blinders του BBC.
Σε μια καριέρα που εκτείνεται σε περισσότερες από πέντε δεκαετίες, συγκέντρωσε πάνω από 150 τίτλους στην οθόνη.
Η τελευταία του κινηματογραφική εμφάνιση έγινε στο The Fox (2025) και η τελευταία του τηλεοπτική εμφάνιση στη σειρά του Netflix Untamed (2025). Αναμένεται να κάνει μετά θάνατον εμφανίσεις στα Godzilla x Kong: Supernova και The Last Resort το 2027.
Ο Νιλ διορίστηκε Αξιωματικός του Τάγματος της Βρετανικής Αυτοκρατορίας (OBE) το 1991 για υπηρεσίες στην υποκριτική. Αργότερα έγινε Διακεκριμένος Σύντροφος του Τάγματος της Αξίας της Νέας Ζηλανδίας το 2007 και αποδέχθηκε τον τίτλο του ιππότη το 2022, αφού οι αλλαγές στο σύστημα τιμών της Νέας Ζηλανδίας επέτρεψαν στους παραλήπτες να υιοθετήσουν τιτλούλες.
Στα απομνημονεύματά του το 2023, Did I Ever Tell You This;, αποκάλυψε λεπτομέρειες για τη διάγνωση και τη θεραπεία του για τον καρκίνο.
«Δεν φοβάμαι να πεθάνω», είπε τότε στο BBC. «Αυτό που δεν θέλω να κάνω είναι να σταματήσω να ζω, γιατί μου αρέσει πολύ να ζω».
Και πρόσθεσε: «Το έχω δει ως μια περιπέτεια, μια αρκετά σκοτεινή περιπέτεια, αλλά μια περιπέτεια παρόλα αυτά».
Ο Sir Sam Neill έμεινε από τα τέσσερα παιδιά και τα οκτώ εγγόνια του.
