Il suit des études de langues et communication interculturelle en Sarre, travaille comme animateur culturel en Lorraine puis se tourne vers le théâtre. Il passe une audition en 2001 à Paris et entre à l'école du Théâtre national de Chaillot. Puis en 2003 il intègre l'ENSATT à Lyon et travaille notamment avec Christian Schiaretti, pour une adaptation du Coriolan de Shakespeare au TNP Villeurbanne en 2006.
En 2007, avec
Lolita Chammah dans le rôle de "Elle", il interprète "Lui" dans Oui, peut-être, de
Marilyne Canto, dans le cadre des « Talents Cannes » de l'Adami.
Dans le téléfilm Versailles, le rêve d'un roi de
Thierry Binisti, Samuel Theis joue le rôle principal, celui du roi Louis XIV dont le film dépeint la passion pour le château de Versailles, représentant le roi dans le château qu'il fait construire, de sa prise du pouvoir absolu en 1661 à sa mort en 1715.
En 2008, Samuel Theis joue dans Forbach, un court métrage réalisé par Claire Burger, son amie d'enfance. Le film, à la frontière entre documentaire et fiction, s'inspire de la véritable histoire de la famille Theis. Samuel y joue son propre rôle, celui d'un jeune comédien qui revient dans sa ville natale, Forbach, et renoue avec son frère et sa mère. Samuel a participé à l'écriture et à la mise en scène de ce film primé à de nombreuses reprises : Grand prix national au Festival de Clermont-Ferrand 2009, 2ème prix au Festival de Cannes 2008 (Cinéfondation), 1er prix au festival de Dinard 2008, Prix spécial du jury au Festival Henri Langlois de Poitiers, 3ème prix au Festival d'Estoril 2008.
Toujours en 2008, Samuel Theis joue un critique dans Musée haut, musée bas, de
Jean-Michel Ribes, puis interprète le rôle de Beaufort dans La Reine et le Cardinal de Marc Rivière.
En 2009, Samuel Theis interprète le rôle de Kurt, un officier de la wehrmacht, dans la série Un village français de Frédéric Krivine et Philippe Triboit. La même année, il joue le rôle de Matthieu, aux côtés de
Christine Citti et
Juliette Arnaud, dans Drôle de Famille de Stéphane Clavier.
Toujours en 2009, il joue La Valette dans
La Princesse de Montpensier un film de
Bertrand Tavernier, avec Mélanie Thierry, Gaspard Ulliel, et Grégoire Leprince-Ringuet dans les rôles principaux.
Samuel Theis incarne le chevalier Des Grieux dans Manon Lescaut.
Gabriel Aghion qui réalise cette fiction adaptée de l'oeuvre de l'Abbé Prévost.