Né à Omagh, en Irlande du Nord, Sam Neill est pourtant issu d'une famille néo-zélandaise depuis trois générations. Son père, Dermot, est celui qui fit revenir la famille en Europe à l'occasion de ses études dans une école militaire. Dermot Neill y rencontre sa femme avec qui il aura trois enfants, dont un certain Nigel. De retour en Nouvelle-Zélande en 1954 avec toute sa famille, le petit fréquente une école encombrée d'autres "Nigel" et décide de se faire appeler par son surnom, en l'occurrence Sam. Enfant, son caractère un peu mou peine à s'accorder à la rigueur "musclée" des cours de récré néo-zélandaises. Aussi, au Christchurch's Christ College, à l'Anglican Boy's School puis à la Canterbury University qu'il fréquente, c'est au théâtre que Sam s'adonne, en jouant dans des pièces montées par les écoles, sans toutefois prendre part aux cours d'art dramatique. Shakespeare fait à ce moment partie de ses auteurs de prédilection. A l'université, il se penchera d'ailleurs sur le personnage, partageant sa passion avec son frère, aujourd'hui professeur de lettres. Après ses études, Sam part pendant un an en tournée en minibus avec le Players Drama Quartet, et commence ensuite à travailler avec le New Zealand National Film Unit à Wellington, réalisant des documentaires et jouant dans de petites productions et courts métrages dont Ashes et Landfall. Mettant fin à six ans de collaboration, il décroche en 1975 le premier rôle de Sleeping Dogs, premier film néo-zélandais à avoir fait carrière aux Etats-Unis.