Urodził się 22 stycznia 1931 roku w Clarksdale w stanie Missisipi w rodzinie Annie Mae i Charlesa Cook’a, jako jeden z siedmiorga dzieci. Później dodał do swojego nazwiska literę e. Dwa lata po narodzeniu Sama rodzina przeniosła się do Chicago.

Karierę muzyczną rozpoczął w chórze gospel The Singing Children, który później zmienił nazwę na Highway QC’s. W 1950 roku zastąpił R.H. Harrisa w roli głównego tenora w zespole The Soul Stirrers, z którą nagrał między innymi utwory „Peace in the Valley”, „How Far Am I From Caanan?”, „Jesus Paid the Debt” i „One More River”, a jego głos i styl śpiewania stał się inspiracją dla kolejnych pokoleń muzyków.

W 1956 roku jako Dale Cooke wydał swój pierwszy popowy singiel, jeszcze dla wytwórni Speciality Records, dla której nagrywał z zespołem. Jednak ze względu na niezadowolenie jej szefa z rodzaju muzyki jaką nagrał, Cooke opuścił wytwórnię, by rok później podpisać kontrakt z Keen Records. Pierwszym singlem jaki dla niej nagrał był „You Send Me” – utwór utrzymał się przez sześć tygodni na pierwszym miejscu listy R&B Bilboardu i trzy tygodnie na jej popowej odmianie.

W 1961 roku Cooke wraz z J.W. Alexandrem i swoim managerem Royem Crainem założyli własną wytwórnię SAR Records. Podpisali wkrótce kontrakt z RCA Records, dla której nagrali kolejne wielkie hity - „Chain Gang”, „Sad Mood”, czy też „Bring it on Home to Me” z Lou Rawlsem na wokalu.

Jak większość artystów R&B Cooke skoncentrował się na wydawaniu singli. W sumie zamieścił ich 29 na liście Top 40. Wydał także kilka albumów, wśród których wyróżnić należy bardzo dobrze przyjęty przez krytykę „Ain’t That Good News” i bluesowy „Night Beat”.

Cook zmarł 11 grudnia 1964 roku, zastrzelony w pokoju w Hacjenda Motel w Los Angeles. Do zabójstwa przyznała się manager motelu Berta Franklin, która powiedziała, że zrobiła to w obronie własnej, gdyż muzyk napastował ją seksualnie. Policja znalazła ciało artysty ubrane tylko w buty i kurtkę, bez bielizny i potwierdziła zeznania kobiety, jednak okoliczności śmierci budzą do dziś wątpliwości.

W 1986 roku muzyk został wprowadzony do Rock and Roll Hall of Fame. Trzynaście lat później otrzymał nagrodę Grammy za życiowe osiągnięcia.

W 2008 roku magazyn Rolling Stone umieścił go na czwartym miejscu Najlepszych wokalistów wszechczasów.