Настоящее имя — Найджел Джон Дермот Нил (Nigel John Dermot Neill).
Сэм Нил стал вторым сыном армейского офицера Дермота Нила, новозеландца в третьем поколении (после войны он служил в Северной Ирландии), и англичанки Присциллы. Семья владела компанией Нил и Ко, занимавшейся продажей спиртных напитков в Новой Зеландии.
По окончании школы Нил поступил в Кентерберийский университет, где изучал английскую литературу. Далее он продолжил обучение в Университете королевы Виктории в Веллингтоне, где получил степень бакалавра искусств по английской литературе.