Xavier Samuel est un vrai touche-à-tout puisqu'il débute sa carrière sur les planches où il joue du Shakespeare, apparaît dans un épisode de la série Le Ranch des McLeod et chante du rock à ses heures perdues. Mais c’est le cinéma qui l’a véritablement révélé, lorsqu’il incarne l’un des lycéens du drame 2h37, présenté à Cannes en 2008 dans la section Un Certain Regard. Par la suite, l’acteur s’est illustré aux génériques de September, de Newcastle et des films d’horreur The Loved Ones et Road Train. En 2009, il incarne Riley Biers, un jeune homme transformé en vampire par Victoria (Bryce Dallas Howard) dans Twilight - Chapitre 3 : hésitation mis en scène par David Slade. L'acteur poursuit sur sa lancée en rejoignant le casting d'Anonymous de Roland Emmerich.