Сами Буажила родился 12 мая 1966 года в городе Гренобль, Франция. Благодаря отцу-киноману ещё в детские годы увлёкся кинематографом. Учился сначала в Консерватории родного города, затем продолжил обучение в Национальном Центре Драматического Искусства в Сент-Этьене. Во время учёбы Сами регулярно играл на сцене драматического театра и молодого актера стали приглашать в кино.
В большом кино Сами Буажила дебютировал в конце 1980-х годов.
Он сыграл в нескольких малобюджетных фильмах, прежде чем его игру отметили кинокритики.
Это была роль в фильме «Прощай» , в которой Сами исполнил одну из главных ролей. Через несколько лет Буажилу пригласили в Голливуд, где в фильме режиссёра Нормана Цвика «Осада» он исполнил роль одного из арабских террористов, взорвавших автобус в Нью-Йорке. После участия в голливудском блокбастере Буажилу заметили на родине и всё чаще стали приглашать на главные роли.
В 2000 году Сами Буажила воплотил на экране образ «идеального изгоя» в понимании французов, сыграв главную роль в драме Оливье Дюкастеля и Жака Мартино «Приключения Феликса» . Сам фильм был отмечен рядом кинопремий, а Буажила получил награду как лучший актёр-новичок на Кинофестивале романтического кино в Кабуре.
В 2006 году Буажила сыграл одну из главных ролей в военной драме Рашида Бушареба «Патриоты» , за что в составе актёрского ансамбля получил приз за лучшую мужскую роль на 59-м Каннском кинофестивале.Участие Сами Буажилы в фильме режиссёра Андре Тешине «Свидетели» принесла ему премию «Сезар» за лучшую мужскую роль второго плана.Кроме работы в кино Сами Буажила снимается на телевидении и играет в театре.