Hijo del prestigioso actor de teatro y televisión James Hazeldine, Sam nació en Londres en 1972. Asistió a la Royal Academy of Dramatic Art, pero en 1993 abandonó los estudios para afianzarse una carrera musical con su banda Mover. El grupo se dedicó a hacer giras y música durante una década, pero luego sus miembros se separaron amigablemente.
Sam regresó a la actuación, consiguiendo rápidamente un papel en la prestigiosa franquicia televisiva Prime Suspect, interpretando al agente de policía David Butcher en Prime Suspect 6: The Last Witness (2003), junto a Helen Mirren.
Desde entonces, Sam ha intervenido en diversos y famosos programas de televisión británicos, incluyendo la popular comedia dramática de Channel 4 Shameless (2004), Life on Mars (2006), Persuasion, basada en la novela de Jane Austen (2007), la aclamada Accused (2012), de Jimmy McGovern, Ripper Street (2013) y Lightfields (2013).
En la actualidad está rodando en Estados Unidos The Returned, una nueva teleserie de la ABC, con la productora de Brad Pitt Plan B.
Sam también tiene experiencia en el ámbito teatral, habiendo actuado en diversas obras, desde Twelfth Night, de Shakespeare, hasta The Homecoming, de Pinter. Ha trabajado con The Old Vic y la Royal Shakespeare Company.
Algunos largometrajes en los que ha trabajado incluyen Bridget Jones: The Edge of Reason (El diario de Bridget Jones: Sobreviviré) (2004), Cromophobia (Alta sociedad) (2005), la película de suspense The Raven (El enigma del cuervo) (2012), junto a John Cusack, Luke Evans y Brendan Gleeson.
Sus próximas películas incluyen papeles principales en la obra británica de bajo presupuesto Riot on Redchurch Street, actualmente en postproducción, y en la película de terror Dead Mine, de HBO Asia, además de The Raids Joe Taslim, que está previsto que se estrene este otoño.
Sam se ha incorporado recientemente al elenco de The Monuments Men, de George Clooney, basada en el libro de Robert M. Edsel. Posteriormente rodará la ópera prima de Yann Demange, 71, que transcurre en Belfast, durante el punto culminante del conflicto, producida por Warp Films.