Petros Sampras néven, egy görög bevándorlócsalád harmadik gyermekeként született Washingtonban 1971. augusztus 12-én. Hároméves volt, amikor házuk alagsorában meglátott egy teniszütőt, ettől kezdve órákon át ütögette a labdát a falnak.
Hétéves volt, amikor a kaliforniai Palos Verdesbe költöztek, ahol az enyhébb éghajlat lehetővé tette, hogy egész évben teniszezzen. Tizenegy évesen nagy vágya teljesült, amikor bálványával, az ausztrál Rod Laverrel játszhatott, nem sokkal később már igazolt amatőr versenyző volt. 1988-ban váltott a profik közé, az évet a ranglista 893. helyén kezdte, és az első száz között, a 97. helyen zárta.
Első tornáját 1990-ben Philadelphiában nyerte meg, és még abban az évben Ivan Lendl, John McEnroe és a döntőben Andre Agassi legyőzésével megszerezte első Grand Slam-trófeáját:
19 évesen és 28 naposan ő lett a US Open legfiatalabb győztese.
(Agassival profi karrierje során 34-szer találkozott, és 20 alkalommal ő nyert.) A következő évben megnyerte az ATP-világbajnokságot, majd 1992-ben az amerikai csapattal a Davis Kupát.
1993-ban immár ranglista-vezetőként a wimbledoni döntőben Jim Couriert múlta felül, ezzel megkezdődött nyolcéves egyeduralma az All England Clubban. Sampras 1993 és 2000 között mindössze egyetlen meccset vesztett, az 1996-os negyeddöntőben győzte le Richard Krajicek, aki később meg is nyerte a tornát.
Hét wimbledoni győzelmével második helyen áll az örökranglistán, nyolc alkalommal csak Roger Federer emelhette magasba a serleget
- de Sampras az egyetlen, aki valamennyi döntőjét megnyerte. Utolsó győzelmét a tenisz londoni szentélyéban 2000-ben, térdsérüléssel bajlódva aratta, s elérzékenyülve hagyta el a centerpályát. Ez volt egyben 13. Grand Slam-címe, mellyel újabb rekordot döntött meg.
Az utolsó, 14. címet 2002-ben a US Open fináléjában szerezte meg. A versenyen teljesen esélytelenként, a 17. kiemeltként indult, és a döntőben - akárcsak első Grand Slam-győzelme alkalmával - ismét Agassival került szembe, a két veterán csatáját most is Sampras nyerte. A csúcson hagyta abba, több tornán már nem vett részt, és 2003-ban bejelentette visszavonulását. Megható búcsújára a US Open megnyitóján került sor, a közönség az addig inkább csodált, mint bálványozott játékost hatalmas ünneplésben részesítette, és ő könnyek között hagyta el a pályát.
A sportág egyik legnagyobb alakját hatszor választották az év játékosának, hatszor kapta meg a nemzetközi szövetség világbajnoki címét, és kétszer volt a Davis Kupa-győztes amerikai válogatott tagja.
1993 áprilisától összesen 286 héten át vezette a világranglistát, ennél több ideig csak Novak Djokovic és Roger Federer volt világelső,
és 102 héten át megszakítás nélkül állt az első helyen. 762 mérkőzéséből csak 222-t vesztett el, ami 77,4 százalékos teljesítmény, pályafutása alatt pénzdíjakból több 43 millió dollárt keresett.
Összesen 64 tornagyőzelmet aratott, ebből 14 volt Grand Slam-diadal, amivel 2009-ig volt rekorder, azóta Roger Federer, Rafael Nadal és Novak Djokovic is megelőzte. A Grand Slam-tornák közül kétszer nyert Ausztráliában (1994, 1997), hétszer Wimbledonban (1993, 1994, 1995, 1997, 1998, 1999, 2000) és ötször az amerikai bajnokságon (1990, 1993, 1995, 1996, 2002), gyűjteményéből csak a Roland Garros egyéni bajnoki címe hiányzik. Párizsban csak az elődöntőig jutott el, 1996-ban.
Az Egyesült Államokban 1997-ben első teniszezőként kapta meg az év sportolója díjat. 2007-ben bekerült a sportági Hírességek Csarnokába, 2008-ban megjelent A bajnok gondolata: a tenisz életének tanulságai című könyve.
Univerzális játékos volt, aki kevés érzelmet mutatott, játéka legjobban a füves borításon érvényesült. A sportág egyik legjobb adogatója még visszavonulása után tíz évvel is, egy bemutató mérkőzésen 200 kilométer/órás sebességgel szervált. Adogatása lapos és kemény, gyakran foghatatlan volt, második szervája csaknem olyan halálos volt, mint az első, ezért kapta a "Pistol Pete" becenevet.
Soha nem voltak sztárallűrjei, mindent annak rendelt alá, hogy a legjobb legyen.
A sajtótájékoztatókat, nyilvános eseményeket, szponzorok által előírt kötelezettségeit letudta, de egyáltalán nem élvezte. Hírneve ellenére ma is kerüli a nyilvánosságot, interjúkat ritkán ad, magánéletét óvja. Felesége Bridgette Wilson színésznő, akivel két gyermeket nevelnek Kaliforniában.
Visszavonulása után nem hagyta abba a játékot. Részt vett a volt profik számára rendezett Outback Bajnokok sorozatban, bemutató tornákon játszott, 2010-ben Federer, Agassi és Nadal társaságában gyűjtött pénzt a haiti földrengés áldozatai számára.
