Après avoir suivi les cours de Michel Bouquet et Daniel Mesguich au Conservatoire national supérieur d'art dramatique, Samuel Labarthe entame une vaste carrière de théâtre, télévision et cinéma. À la Comédie-Française, il interprète les grands rôles du répertoire classique. On a pu le voir dans des films de Claude Lelouch, Danièle Thompson, Claude Miller ; dans La Conquête de Xavier Durringer, en 2011, il incarne Dominique de Villepin au côté de Denis Podalydès. En doublage, il est la voix française de George Clooney, Liam Neeson et Tommy Lee Jones. Depuis 2013, il joue le commissaire Laurence dans la très populaire série télévisée Les Petits meurtres d'Agatha Christie de France 2.