Sam Francis nasce a San Mateo, California (USA), il 25 giugno 1923. Dopo aver studiato medicina e psicologia all’Università della California di Berkeley, nel 1943 si arruola come pilota nell’aereonautica militare. In seguito a un incidente aereo è costretto a passare un lungo periodo in ospedale, dove inizia a dipingere, reputando questa attività una forma di terapia. Nel 1945-46 studia pittura alla California School of Fine Arts di San Francisco e nel 1947 realizza il suo primo dipinto astratto. Nei due anni successivi studia storia dell’arte all’Università della California di Berkeley conseguendo un master's degree in lettere.

Nel 1950 si trasferisce a Parigi, dove due anni più tardi tiene la sua prima personale alla Galerie du Dragon. In questo periodo il suo stile subisce notevolmente l’influenza dell’arte informale e dell’Espressionismo astratto soprattutto di Jackson Pollock. Nel 1955 espone per la prima volta in un museo, partecipando con sette dipinti alla mostra “Tendances Actuelles” alla Kunsthalle di Berna. L’anno seguente partecipa alla mostra “12 Americans” al Museum of Modern Art di New York. Nel 1957 compie un viaggio che lo porta a soggiornare per lunghi periodi a New York, in Messico e in Giappone. Il periodo trascorso in Giappone ha una notevole influenza sul suo sviluppo artistico, come risulta evidente dall’inserimento nei suoi dipinti di pratiche artistiche orientali: l’uso di sottili strati di colore e ampi spazi vuoti. Nel 1959 partecipa a Documenta II di Kassel, Germania, e alla Biennale di San Paolo, Brasile.

Nel 1961 una grave malattia lo costringe a un lungo periodo di degenza all’ospedale di Berna. Nello stesso anno partecipa alle mostre “Arte e Contemplazione” a Palazzo Grassi, Venezia, e “Abstract Expressionists and Imaginists” al Museo Solomon R. Guggenheim di New York. Nel 1963 realizza una nuova serie di litografie a colori. Conosciuto soprattutto per i suoi dipinti, si occupa anche di scultura e di stampa. Nel 1984 fonda la Lapis Press, un’importante casa editrice specializzata in arti visive e filosofia. Le sue opere sono presenti in molte collezioni pubbliche e private, incluse quelle del Museum of Modern Art di New York, del Musée National d’Art Moderne, Centre Pompidou di Parigi e dell’Idemitsu Museum of Art di Tokyo. Sam Francis muore 4 novembre 1994 a Santa Monica, California.