แซม ร็อคเวลล์ ได้แสดงในหนังของจอร์จ คลูนีย์ เรื่อง Confessions of a Dangerous Mind กับจอร์จ คลูนีย์, ดรู แบรี่มอร์ และจูเลีย โรเบิร์ตส ซึ่งทำให้ได้รับรางวัล Best Actor Award จาก Berlin Film Festival และรางวัล Movieline's Breakthrough Performance of the Year Award ร็อคเวลล์ยังได้รับบท ชัค แบริส ขาใหญ่รายการเกมส์โชว์ ซึ่งดัดแปลงจากบันทึกของแบริส ซึ่งเขียนโดยชาร์ลี คอฟแมน (Being John Malkovich)
ร็อคเวลล์ได้แสดงนำคู่กับคลูนีย์, แพทริเซีย คาร์คสัน, เจนนิเฟอร์ แอสโพซิโต้, วิลเลี่ยม เอส.มาร์ซี่ และเกเบรียล ยูเนี่ยน ในหนังของพี่น้องรุสโซเรื่อง Welcome to Collinwood ให้กับวอร์เนอร์บราเดอร์ส พิกเจอร์ส
เขาได้แสดงนำในหนังของเดวิด มาเม็ต เรื่อง Heist คู่กับ ยีน แฮคแมน, รีเบคก้า พิดเจียน และแดนนี่ เดอวิโต้, หนังเรื่องดัง Charlie's Angels และหนังของแฟรงค์ ดาราบองท์ ที่ได้เข้าชิงรางวัลออสการ์ เรื่อง The Green Mile ซึ่งดัดแปลงจากนิยายซีรีส์ของสตีเฟน คิงส์ และได้รับเสียงวิจารณ์อย่างท่วมท้นกับบท Wild Bill, นักโทษที่ไม่สามารถควบคุมตนได้เและก่อให้เกิดปัญหากับทุกๆคนที่อยู่ในคุกกับเขา เขาได้ร่วมงานในหนังบ็อกซ์ออฟฟิซเรื่องฮิตของ DreamWorks ใน Galaxy Quest ร่วมกับ ทิม อเลน, ซิกอนีย์ วีเวอร์, อลัน ริคแมน และโทนี่ ชาล็อบ
ร็อคเวลล์ได้รับความสนใจเป็นอย่างมากจากหนังอิสระสามเรื่อง หนังของจอห์น ดุยแกน Lawn Dogs ซึ่งเขารับบทชายผู้หงอยเหงาซึ่งพยายามผูกมิตรกับเด็กหญิงจอมพยศวัยสิบขวบ ผลงานเรื่องนี้ทำให้เขาได้รับรางวัล Best Actor Awards ทั้งจากที่ Montreal และ Barcelona Film Festivals เขายังร่วมแสดงกับสตีฟ แซนห์, ฮาร์วีย์ เฟีร์ซเทน และไมเคิล เลิร์นเนอร์ ในงานของจอห์น ฮัมบูร์ก เรื่อง Safe Men และในดาร์กคอมเมดี้ของซอล รูบิเน็ค เรื่อง Jerry and Tom ในบทเซลส์แมนรถมือสอง ซึ่งมีอาชีพเป็นมือปืนในยามค่ำคืน
ร็อคเวลล์มีชื่อเสียงจากหนังใหญ่เช่น หนังของวูดดี้ แอลเลนเรื่อง Celebrity, หนังของไมเคิล ฮอฟแมน เรื่อง A Midsummer Night's Dream กับ เควิน ไคล และมิเชล ไฟฟ์เฟอร์, ในหนังของ ทอม ดิซิลโล เรื่อง Box of Moonlight กับ จอห์น เทอร์เทอโร ในหนังของ ปีเตอร์ โคเฮนเรื่อง Drunks, กับริชาร์ด ลูอิส, ปาร์เกอร์ โพซี และเฟย์ ดันนาเวย์, ในหนังของพอล ชแรเดอร์ เรื่อง Light Sleeper คู่กับ วิลเลม แดโฟ, ในหนังของอูลิ เอเดล เรื่อง Last Exit to Brooklyn คู่กับ เจนนิเฟอร์ เจสัน ลีห์ และงานหนังเรื่องแรกกับฟรานซิส ฟอร์ด คอพโพล่า ใน Clown House ขณะที่เขายังคงศึกษาอยู่ที่ High School of the Performing Arts
ผลงานบนเวทีของร็อคเวลล์ ได้แก่เรื่อง Face Divided ซึ่งเป็นหนึ่งในซีรี่ส์ EST Marathon รวมทั้งละครนอกบรอดเวย์เรื่อง Goosepimples เขียนเรื่องโดยผู้เขียนบทหนังและกำกับการแสดงโดย ไมค์ ลีห์
