Sam Nilsson var bördig från Norsjö men under uppväxten bodde han på flera orter kring stambanan eftersom hans pappa jobbade vid järnvägen och bytte stationering flera gånger. Bland annat bodde han i Glommersträsk 1945–53.
”Åren i Glommersträsk gav en trygg och harmonisk uppväxt, jag fick en förankring till landet och förståelse för livet utanför huvudstaden. Här har jag goda vänner, och under mina 30 år i Sveriges television brukade jag föreställa mig vilka program publiken i hembyn ville se”, berättade han i Norran vid en hembygdsdag 2001.
Gymnasiet gick han i Arvidsjaur och i ungdomen jobbade han som journalist, bland annat på Norran där han fick sitt första jobb som sommarvikarie i Jörn. Journalistjobbet kombinerade han då med att lasta mjölkbilen till Skellefteå. Men snart kom yrket att ta honom söderut.
Han hamnade i Stockholm och hade flera jobb inom Högerpartiet, bland annat som informationschef och partisekreterare. Efter att han kommit ihop sig med partiledaren Yngve Holmberg lämnade han politiken och gick tillbaka till journalistiken.
Sam Nilsson sökte sig 1969 till Sveriges television där han först jobbade som journalist. Tre år senare hade han avancerat till chef för TV1:s nyhetsredaktion. Och han fortsatte avancera, blev först programdirektör och sedan kanalchef för TV1 och till slut 1981 vd för hela Sveriges television. På den posten kom han att stanna länge – i hela 18 år.
Han var chef under en tid som innebar stora förändringar inom tv-mediet, bland annat med reklamkanalernas intåg. Men han lyckades med bedriften att behålla sin position även när det blåste hårt.
Hans långa gärning gav honom bland annat ett hederspris – Directorate award – vid Emmy-galan 1998 för sin långa insats inom SVT och public service. Han utnämndes även till hedersdoktor vid Luleå tekniska universitet 2002 och fick Stålbjörnen, ett norrländskt hederspris, 2011. Detta för att han hade engagerat sig i att skapa Musikhögskolan i Piteå och Acusticum, som invigdes 2003.
Han har även haft styrelseuppdrag vid Dramaten, Svenska filminstitutet, för Drottningholmsteaterns vänner och vid Umeå universitet.
Hans första fru avled i cancer. 1990 gifte han sig med sin ungdomskärlek Martha från New York, som han återsåg efter 35 år. De träffades första gången 1957 efter att hennes bror skadats i en bilolycka, som Sam Nilsson skrev om, då endast 21 år gammal.
Enligt en artikel i Aftonbladet inför pensionen från vd-jobbet var han stolt över produktioner som SVT gjort tillsammans med Ingmar Bergman, som Fanny och Alexander, och även de egenproducerade barnprogrammen. Han var även nöjd med att varit med och dragit igång långkörare som Robinson, På spåret och Så ska det låta som då var hetast i tv-utbudet.
År 2013 gav han ut sina memoarer Kalabaliken på Gärdet, som berättar om hans karriär. Han bodde under senare delen av sitt liv på Svartsjölandet utanför Stockholm.