Après un master à l'université d'Oxford et un doctorat en histoire à l’université libre de Bruxelles, Samuel Tilman co-scénarise et produit Ça rend heureux, de Joachim Lafosse, qui remporte le Grand Prix au Festival Premiers Plans d’Angers en 2007. Son deuxième court métrage, Nuit blanche, remporte le Magritte du meilleur court métrage en 2011. En 2015, il réalise pour France 2 Le Dernier Gaulois, docu-fiction qui alterne images de synthèse en capture de mouvement et prises de vues réelle. Il co-écrit et met en scène les troisième, quatrième, cinquième et sixième cérémonies des Magritte du cinéma en Belgique, présentée par Fabrizio Rongione, puis Charlie Dupont. Avec Fabrizio Rongione, il co-écrit deux spectacles seuls en scène, À genoux (2002) et On vit peu mais on meurt longtemps (2009). Il crée sa société de production, Eklektik Productions, en 2005.