Es conocido por ser el protagonista de películas como Lawn Dogs, Confessions of a Dangerous Mind, Choke y Moon, y ha tenido papeles destacados en cintas como The Green Mile, Galaxy Quest, Clownhouse, Frost/Nixon, The Hitchhiker's Guide to the Galaxy, Matchstick Men, Todos están bien, El asesinato de Jesse James por el cobarde Robert Ford, Iron Man 2, Vice, Richard Jewell y Jojo Rabbit.[1] Fue criado por su padre, Pete Rockwell, en San Francisco mientras que su madre, Penny Hess, se quedó en Nueva York (Sam pasaba sus vacaciones de verano con ella).Tuvo lo que The New York Times describió como una "educación libre" y, a los diez años, hizo su debut como actor en un teatro de la East Village, en Manhattan, interpretando a Humphrey Bogart en un sketch improvisacional protagonizado por su madre.[2] Su madre tenía un estilo de vida no convencional, ya que estaba involucrada con los hippies, el sexo y las drogas.En 1999 Rockwell interpretó al prisionero William "Wild Bill" Wharton en la adaptación del drama carcelario de Stephen King The Green Mile.Rockwell también recibió comentarios positivos por su papel junto a Nicolas Cage en Matchstick Men (2003), de Ridley Scott.También protagonizó junto a Kate Beckinsale la película Snow Angels (2008), dirigida por David Gordon Green.Rockwell interpretó a Victor Mancini en la película Choke, basada en la novela de Chuck Palahniuk.[9] En 2009, protagonizó la elogiada película de ciencia ficción Moon, dirigida por Duncan Jones, donde su actuación fue muy apreciada y muchos críticos reclamaron una nominación al Óscar como mejor actor.En 2005 Hoffman dirigió a Rockwell en la obra de Stephen Adly Guirgis The Last Days of Judas Iscariot.Otras de las obras en donde ha actuado son: North of Mason-Dixon (2007), Dumb Waiter (2001), The Zoo Story (2001), Hot L Baltimore (2000), Goosepimples (1998), Love and Human Remains, Face Divided, Orphans, Den of Thieves, Dessert at Waffle House, The Largest Elizabeth y A Behanding in Spokane.