山姆大叔这个角色的确切起源尚不清楚，但一个流行的说法是“山姆大叔”这个名字源自塞缪尔·威尔逊。1812年第二次美英战争时期，纽约州的特洛伊城有一位肉类加工商，名叫塞缪尔·威尔逊。他诚实能干，富于创业精神，在当地很有威信，人们亲切地叫他“山姆大叔”。战争期间有一项规定，要求承包商要把他们的名字以及配给品的来源印在包装上，威尔逊的包裹上印着“E.A-US.”。
1812年1月，纽约州长带领一些人前往其加工厂参观，看到包装上都盖有E.A-US.的标记，便问是何意思。工人回答，E.A.是一个军火承包商的名字，U.S.是美国的缩写。凑巧的是，“山姆大叔”的缩写也是U.S.，所以一个工人开玩笑地说，U.S.就是“山姆大叔”（Uncle Sam）。这件趣事传开后，“山姆大叔”名声大振。人们把那些军需食品都称为“山姆大叔”送来的食物。但后来人们对这个故事的真实性提出了质疑，因为已知最早明确提到的山姆大叔是在1810年，这个说法直到1842年才出现在报纸上。
美英战争后，政治漫画里开始出现了一个名叫“山姆大叔”的人物。他的原型是一个早期漫画人物，名叫“乔纳森大哥”（Brother Jonathan），此人在美国独立战争时期非常出名。到了19世纪50年代，“乔纳森大哥”和“山姆大叔”这两个名字几乎可以互换使用，以至于从前被称为“乔纳森大哥”的形象现在被称为“山姆大叔”。不过，乔纳森大哥和山姆大叔有着不同的象征意义：乔纳森大哥象征着国家，山姆大叔象征着政府和权力。渐渐地，山姆大叔取代了乔纳森大哥，成了最受美国人欢迎的象征。
此前，山姆大叔的形象一直在发生变化，直到一战期间，他才有一个标准的形象。1860年山姆大叔的一张画像显示，他看上去像本杰明·富兰克林；而乔纳森大哥的画像则更像现代版的山姆大叔，尽管他没有山羊胡子。
第一次世界大战期间，詹姆斯·蒙哥马利·弗拉格首次在征兵海报上创造出著名的山姆大叔的形象，深入人心，直到现在，这个版本的形象认可度依然是最高的。他创作的灵感来自英国的一份征兵海报，海报上的基钦纳勋爵也摆出了同样的姿势，下面写着“Lord Kitchener Wants You”。这个形象对山姆大叔的现代外观影响最大：一位白发苍苍、留着山羊胡的老人，头上戴着一顶蓝底条纹、白色星星的礼帽，身穿一件蓝色的燕尾大衣和一条红白相间的裤子。
1916年7月6日，《莱斯利周刊》（Leslie's Weekly）的封面首次公开展示了弗拉格描绘的山姆大叔形象，标题是“你在做什么准备？”在1917年到1918年期间，山姆大叔的这个形象被印刷了超过400万份。二战期间，弗拉格描绘的这个形象也被广泛地使用。
塞缪尔·威尔逊于1854年7月31日去世，享年87岁，葬于纽约特洛伊的城市公墓。威尔逊儿时的家仍然可以在新罕布什尔州的梅森参观。现在世界上有两个山姆大叔的纪念碑：一个是他的出生地马萨诸塞州阿灵顿的山姆大叔纪念碑；还有一个是在他长期居住的纽约特洛伊河畔公园附近的纪念碑。
美国人把“山姆大叔”诚实可靠、吃苦耐劳以及爱国主义的精神视为自己民族的骄傲和共有的品质。1961年，美国国会正式承认“山姆大叔”为美国的民族象征。1989年，一项国会联合决议将9月13日即塞缪尔·威尔逊的生日定为“山姆大叔日”。2015年，家族史公司MyHeritage调查了山姆大叔的族谱，并声称找到了山姆大叔生前的亲戚。
