Sam est l'adaptation française de la série danoise Rita, créée par Christian Torpe et produite par SF Film Production.

Mathilde Seigner a été choisie pour incarner le rôle-titre car elle était une amie de la réalisatrice Valérie Guignabodet, qui a réalisé la première saison.

Peu avant la diffusion de la série, la réalisatrice Valérie Guignabodet est morte brutalement d'une crise cardiaque, ce qui a profondément affecté Mathilde Seigner.

Très affectée par le décès de son amie réalisatrice, Mathilde Seigner a refusé de reprendre le rôle de Sam pour la saison 2, et a été remplacée par Natacha Lindinger, avec Gabriel Aghion comme nouveau réalisateur.

Après avoir incarné Sam pendant cinq saisons, Natacha Lindinger a quitté la série en novembre 2022, laissant planer le doute sur son retour ; elle a été remplacée par Hélène de Fougerolles pour la saison 7.

En s'engageant sur la série Sam, Mathilde Seigner a dû renoncer au rôle de Sophie Gatineau dans Camping 3, les tournages des deux projets coïncidant.

Le tournage a entièrement lieu en Île-de-France, notamment au collège Jean-François-Clervoy à Franconville pour les premières saisons, puis dans les Yvelines (Montfort-l'Amaury, Millemont, Houdan) et en Seine-et-Marne (Flagy) à partir de la saison 6.

Le tournage de la saison 1 s'est déroulé de mi-août à fin novembre 2015, profitant des vacances d'été et de la Toussaint pour tourner les scènes avec les élèves.

La chanson du générique de la saison 1 est All or Nothing, écrite et interprétée par KT Tunstall, remplacée dès la saison 2 par Where Is My Mind? des Pixies jusqu'à la fin de la série.

La série s'est arrêtée après 8 saisons en septembre 2025, TF1 ayant annulé la série ; un projet de saison 9 avec un déménagement du casting vers le Sud avait été envisagé mais a échoué, laissant la série se terminer sur un cliffhanger non résolu avec l'incendie de l'école.