Sammi Davis débute au cinéma en 1986, en interprétant le rôle de May dans le film Mona Lisa de
Neil Jordan.
Dans la foulée, elle tient un rôle significatif dans L'Irlandais, le film de
Mike Hodges et dans celui de
John Boorman, La Guerre à sept ans.
En 1989, son rôle de Ursula Brangwen dans The Rainbow, de
Ken Russell, lui vaut l'éloge de la critique.
De 1991 à 1993, elle interprète Caroline Hailey, un des rôles principaux de la série télévisée américaine Homefront.
Mariée au réalisateur Kurt Voss, qui la dirige en 1990 dans Horseplayer, elle délaisse les plateaux de tournage à la fin des années 1990 pour raison familiale.
C'est à la télévision qu'elle refait une courte apparition en 2006, dans un épisode de Lost, les disparus, où elle est la mère de Charlie Pace, interprété par
Dominic Monaghan.
Tony Randel, après Assignment Berlin en 1998, la dirige dix ans après dans The Double Born.