Сем Райлі народився в англійському місті Лідс, навчався в школі Uppingham School в Рутленді з 1993 по 1998 рр.
У вересні 2007 року Райлі пройшов проби на роль у фільмі Джеральда МакМорроу «Франклін». У кінострічці «Тринадцять», авторемейку однойменного французького трилера, він грає головну роль — персонажа на ім'я Вінс. Також знявся в «Brighton Rock», де разом з ним задіяні Гелен Міррен і Андреа Райзборо.