Samantha Morton est née à Nottingham, en Angleterre, de Pamela et Peter Morton. Sa mère était ouvrière dans une usine de la région. En raison du divorce de ses parents prononcé en 1979, elle passe une partie de son enfance dans un pensionnat.
Elle a une fille, Esme, née en 2000, qu'elle a eu avec l'acteur Charlie Creed-Miles et dont elle est séparée. Elle vit maintenant avec Harry Holm, fils du comédien Ian Holm. Ils ont eu un enfant ensemble en janvier 2008.
Elle a été nommée aux Oscars de la meilleure actrice en 2004 pour son rôle dans In America et à celui du meilleur second rôle féminin en 2000 pour son rôle dans Accords et Désaccords.