Sam Trammell se ha abierto paso en la escena neoyorquina al tiempo que iba creando una intrigante carrera; fundamentalmente, en largometrajes independientes. Sam Trammell actualmente protagoniza, dando la réplica a Anna Paquin, la serie de HBO True Blood, un gran éxito de crítica.
Natural de Virginia Occidental, Trammell estudió en la Universidad de Brown, donde se inclinó por la interpretación en el último curso. Después de la licenciatura, atrajo atención y elogios por una serie de actuaciones escénicas: como jugador compulsivo en Dealers Choice, su debut fuera del circuito de Broadway; y como un extravagante pintor de Yorkshire en My Night With Reg, habiendo obtenidos elogiosas críticas por el tiempo en que interpretó a Thomas Walsingham en la obra de fuera del circuito de Broadway, Kit Marlowe, que trata del autor teatral isabelino. En 1998 realizó una interpretación candidata al Tony® como protagonista de la reposición en Broadway de la comedia de Eugene ONeill Ah, Wilderness! A pocos meses de haber conquistado al público de Nueva York, Sam protagonizó, dando vida al embaucador ex presidiario Sonny Dupree, la extravagante tragicomedia de ABC Maximum Bob; actuó en Trinity, de John Wells, para NBC y acabó protagonizando la serie original de Showtime Rumbo a California, que narraba las aventuras de dos vagos veinteañeros que atraviesan el país a bordo de un Buick de 1966.
Acto seguido, Trammell tuvo un papel secundario de prostituto en la película Beat, proyectada en el Festival Sundance, al que siguió el estreno de Followers, un conmovedor drama en el que interpretó a un futuro miembro de una asociación estudiantil que toma varias decisiones de trágicas consecuencias. Posteriormente, dio vida a unos gemelos en la dramática road movie Fear Of Fiction dando la réplica a Melissa Leo, interpretando a continuación un papel secundario en Otoño en Nueva York, junto a Richard Gere y Winona Ryder, e interviniendo en la comedia macabra independiente The Details, con Tobey Maguire, Elizabeth Banks y Laura Linney. Sam encarnó después a un abogado de empresa y a su fantasmal gemelo, un desafortunado delincuente, en Undermind.
Los últimos trabajos de Sam incluyen las película independientes Guns, Girls and Gambling, compartiendo reparto con Christian Slater y Gary Oldman; Long Time Gonež en la que da la réplica a Virginia Madsen; el thriller Deadweight y el drama White Rabbit, dirigido por Tim McCann.