Doué pour l'illustration, Yann Samuell met à profit son talent pour les arts graphiques afin de financer ses études de cinéma, dans lesquelles il se lance immédiatement après son bac. Il débute donc dans la vie active en créant des logos, des pochettes, en dessinant des story-boards et en donnant des cours de théâtre, mais il expose également ses toiles et écrit même un recueil de contes. Il réalise son court métrage de fin d’études, Aube, en 1986, premier d’une longue série, parmi lesquels Mano a mano (1994) qui sera présenté dans divers festivals, Cata-clysm (1997) et Teddy (1998), ainsi qu'une série documentaire, Les jardins de traverse, et le clip accompagnant la chanson Comme un boomerang.

Après sa fructueuse rencontre avec le producteur Christophe Rossignon, il tourne en 2003 son premier long métrage, Jeux d'enfants, une comédie romantique douce-amère qui réunit Guillaume Canet et Marion Cotillard. Quatre ans après, le réalisateur s'expatrie aux Etats-Unis pour le tournage de My Sassy Girl avec Elisha Cuthbert, avant de revenir en France et de mettre en scène Sophie Marceau dans L'Age de raison (2010), son troisième long métrage. L'année suivante, il dirige Mathilde Seigner et Alain Chabat dans La Guerre des boutons, une libre adaptation du célèbre roman de Louis Pergaud.