Sam Trammell a Brown University és a University of Paris egyetemeken tanult, és dolgozott regionális színházakban, a Broadwayen és az off-Broadway-en, valamint filmekben és a televízióban. Trammell fellépett  a Lincoln Centerben rendezett  „Ancestral Voices” c. darabban illetve az 1998-as  „Ah, Wilderness” c. vígjátékban, melyért  Tony-díjra is jelölték.  Számos egyéb darabban is szerepelt New York-i színpadokon, többek között a „Kit Marlowe”, az „If Memory Serves”, és a „My Night with Reg” c. darabokban.
Trammellt láthattuk Joan Chen „Ősz New Yorkban” c. filmjében Richard Gere és Winona Ryder oldalán is. Független filmjei között van az „At the End of the Day”, a „Beat”, és a „Wrestling with Alligators”. A televízióban Trammell szerpet kapott a „Without Warning”, c. filmben, a CBS/Hallmark Hall of Fame „Harvest of Fire” c. filmjében, valamint a „Maximum Bob”, a „Trinity- Érzelmek viharában” és a „Sullivan Street” c. sorozatokban. Legutóbb a Showtime „Going to California” című sorozatában játszott.