تخرج سام ورثينجتون من المعهد الوطني (استراليا المعهد الوطني للفنون المسرحية في عام 1998 في سن ال 22. تلقى سام اشادة من النقاد لتجسيده شخصية "وليسلي آرثر" في دوره الرئيسى الأول في مسرح the Belvoir Street فى "Judas Kiss" (من إخراج نيل أرمفيلد). ثم ذهب للعمل في التلفزيون الاسترالي في برامج مثل "جرذان المياه" (1996) و "الظل" ، ثم على التليفزيون الاميركي "الفريق الاستشاري المشترك" برنامج تلفزيوني (1995) ل 100 حلقة . أيضا في عام 2000 ،ظهر سام بفيلمه الأول في الفيلم الاسترالي Bootmen نال استحسانا كبيرا (2000) ، البطولة لآدم جارسيا وهو شقيق سام. قام سم بأدوار ثانوية وشرع في Hart's War ( (2002) وA Matter of Life (2001) ،كما قام سام بادوار في الدراما الاسترالية مثل: Dirty Deeds (2002) ، الذي لعب بطولته أيضا توني كوليت ، وجون جودمان.

وفي السنة التالية ، قام بدور البطولة في فيلم آخر بعد الاسترالي ، مقابل ديفيد ينهام في Gettin' Square (2003).

ولكن فى عام 2004 التي حصل لسام كسر كبير له. بعد اول مباراة له في إخراج الفيلم القصير ، Enzo (2004) ، وعرض على سام دور "جو" في الدراما الأسترالية الفريدة والمشهود لهم إلى حد كبير ، من تأليف وإخراج كيت شورتﻻند ، Somersault (2004) ، مع آبي كورنيش. استغرق Somersault (2004) 7 سنوات لإخراجه ، وأراد أن يلقي شورتﻻند الممثل المثالي في دور "جو". فاز سام في أفريقيا والمحيط الهندي لأفضل ممثل .

استغرق شهادة سام قبالة دوليا عندما كان يلقي في Avatar (2009 وTerminator Salvation (2009).