Après de brillantes études à l'École des Beaux-arts de l'Université de Nottingham, Sam Fell intègre en 1990 le programme MOMI de Channel 4, dédié à la formation de jeunes animateurs.Il réalise ainsi le court métrage The Big Cheese, produit pour Channel 4 par le studio londonien 3 Peach Animation. Au cours de cette période, il travaille aussi comme animateur freelance pour Aardman, 3 Peach, Redwing, Filmfair et la BBC.À l'occasion de son passage chez Aardman, il établit une solide relation de travail avec Peter Lord, qui en fait l'un des animateurs principaux du court métrage Wat's Pig, cité à l'Oscar. Après avoir signé, en 1996, un contrat de réalisateur publicitaire chez Aardman, Fell continuera à réaliser des courts métrages et à développer divers projets associant infographie et animation sur pâte à modeler.Souris city, sur nos écrans en 2006, est son premier long métrage. En 2008, il co-réalise La légende de Despéreaux.