Seine künstlerische Karriere begann im Krankenhaus. Der junge Medizin- und Psychologiestudent Sam Francis diente während des Zweiten Weltkriegs als Soldat bei der US-amerikanischen Luftwaffe. Bei einem Flugzeugabsturz erlitt er schwere Wirbelsäulenverletzungen, die ihn zu mehreren Jahren Klinikaufenthalt zwangen. In dieser Zeit entdeckte Francis die Malerei für sich und machte sie zu seinem Lebensinhalt. Von 1948 bis 1950 studierte er Kunstgeschichte und Bildende Kunst an der University of California in Berkeley, dann wohnte er einige Jahre in Paris. Seine Werke zogen schnell die Aufmerksamkeit auf sich, Francis war einer der ersten Abstrakten Expressionisten mit internationalem Renommee. Er galt als »heißester Amerikaner in Paris«. Sein wilder und scheinbar von Spontanität gezeichneter Stil ließ ihn zu einem Hauptvertreter des Tachismus werden. Francis lebte ein Leben so wild wie seine Bilder: Er unterhielt um 1960 Ateliers in Bern, Paris, Tokio und New York und war insgesamt fünfmal verheiratet. In den 1960ern-Jahren zog sich der gebürtige Kalifornier wieder in seinen Heimatstaat zurück und erweiterte sein Repertoire um Lithografien und Radierungen.
Sam Francis erhielt zahlreiche Auszeichnungen und nahm an weltbedeutenden Ausstellungen teil. Dazu zählen beispielsweise die Biennale von São Paulo (1959), die Biennale von Venedig (1964), die documenta II (1959) und die documenta III (1964). Er war 1976 Mitbegründer des Los Angeles Museum of Contemporary Art, eine der wichtigsten Institutionen für zeitgenössische Kunst in den USA. Außerdem war der Maler, der sich dem friedlichen Kampf gegen den Vietnamkrieg verschrieben hatte, 1987 Gründer des Sam Francis Medical Research Center. Es erforscht Zusammenhänge von Umweltschädigungen und daraus resultierenden Krankheiten. Am heutigen 25. Juni wäre der 1994 verstorbene Francis 100 Jahre alt geworden.