En 1993, à vingt ans, il commence à monter des expositions en indépendant, s’occupant aussi bien du travail documentaire et scénographie que de la recherche de fonds.
Il dirige dès 1996 NBC Photographie. Il est le commissaire général des expositions de photographie des Rendez-vous de l'histoire de Blois ainsi que commissaire de la rétrospective Dorothea Lange (1997), des expositions « Louis Robert, L’alchimie des images » (1999), « Tina Modotti et la renaissance mexicaine » (2000)[3], ou encore « Léon Levinstein, Obsession » (2001).
On lui doit l'exposition « Charlie Chaplin et les images », présentée en 2005 au Jeu de paume[6], puis au musée de l’Élysée de Lausanne.
En 2009, il organise et produit l’exposition « Fellini, la Grande Parade »[7] et initie la première rétrospective intégrale des films du cinéaste à la Cinémathèque française[8]. L'exposition circulera dans plus de 20 lieux à travers le monde.
À l’Élysée, il relance la Nuit des images[11],[12], grand événement populaire et festif, lance le magazine Else et le prix Élysée doté de 80 000 francs suisse, crée un café et une grande librairie dont le design est confié à l’architecte Jean Gilles Decosterd. Il insère une dose d’événementiel dans le monde muséal[13].
Il est nommé directeur des Rencontres d'Arles le . Sa nomination est entrée en vigueur à l'issue des Rencontres 2014[16]. Depuis cette date, la fréquentation a progressé de près de 75 % en cinq ans, passant de 84 000 visiteurs[17] à 145 000 et atteignant 1 400 000 entrées dans les expositions[18].
En 2015, il initie un rapprochement avec Three Shadows, l’institution pékinoise, pour créer un festival de photographie à Xiamen, Chine, le Jimei Arles International Photo Festival[27],[28]. En 2018, il fait partie de la délégation qui accompagne le président Emmanuel Macron en Chine. La coopération franco-chinoise du festival est citée comme un exemple de coopération réussie[29].
En 2016, à la demande de Xavier Bertrand, président de la région Hauts-de-France, les Rencontres d’Arles conçoivent une nouvelle institution consacrée à la photographie et complémentaire. En 2018, Xavier Bertrand et Martine Aubry annoncent que le nouvel Institut pour la photographie sera installé au centre de Lille dans les locaux de l’ancien lycée Lalo[30]. Les Rencontres d’Arles en sont membre fondateur aux côtés de la région Hauts-de-France[31].
En 2017, la ministre de la Culture Françoise Nyssen confie à Sam Stourdzé une mission sur la conservation et la valorisation des fonds photographiques patrimoniaux. Un rapport est remis à la ministre le insistant sur l’urgence de conserver les fonds photographes français les plus importants, au risque de les voir partir à l’étranger[34]
En 2019, il est commissaire de l’exposition « Charlie Chaplin et la musique » à la Philharmonie de Paris.
Du 1 juillet au 22 septembre 2019, il organise avec l'éditeur belge Ronny Gobyn et l'équipe de l' Institut d'histoire sociale Amsab l'exposition itinérante VARIÉTÉS, revue d'avant-garde: Berenice Abbott, Florence Henri, Germaine Krull... La collection de l'Amsab révélée, dans le cadre des Rencontres de la photographie d'Arles à la Chapelle Saint-Martin-du-Méjan[35].
En mars 2020, il est proposé comme directeur de l'Académie de France à Rome [36]. Nommé par décret en août, il entre en fonction le [37].
Gilles Simond, « Avec Sam Stourdzé, l'Élysée connaît un nouvel âge d’or », 24 heures, , p. 3 & éditorial, Jean Ellgass, « A l'Élysée, la belle leçon du Parisien », p. 2