Sam Holbrook byrjaði leikferli sitt í Appalachian-deildinni árið 1990 og vann í Miðvestur-deildinni, Carolina-deildinni, Texas-deildinni, Eastern-deildinni og International-deildinni áður en hann lék sitt fyrsta leik í Major League í júní 1996. Holbrook vann tímabilið 1996 í American League, ásamt þremur tímabilum í National League. Árið 1999 var hann einn af 22 dómurum sem samþykktu uppsögn sína (í misheppnaðri samningabaráttu samtakanna) og var endurráðinn árið 2002 og hefur dæmt leiki í báðum Major Leagues síðan þá. Holbrook hefur dæmt í fimm deildaröðunum (2005, 2007, 2010, 2013, 2019), fjórum deildaröðunum (2008, 2009, 2011, 2012) og þremur heimsdeildum (2010,
2016, 2019). Hann dæmdi einnig MLB All-Star leikinn árið 2004. Holbrook var útnefndur í hópstjóra í febrúar 2017 af MLB. Með honum eru Greg Gibson, Jim Wolf og D.J. Reyburn.