Formuła Renault 3.5 W sezonie 2012 Bird przeniósł się do Formuły Renault 3.5, w której reprezentował barwy czeskiej ekipy ISR. Brytyjczyk konsekwentnie punktował w każdym wyścigu, w którym dojechał do mety, siedmiokrotnie przy tym stając na podium. Odniósł dwa zwycięstwa – na torze Monte Carlo (po starcie z pole position) oraz Silverstone. Ostatecznie rywalizację zakończył na 3. lokacie ze stratą dziesięciu punktów do mistrza serii Robina Frijnsa.
Formuła 1 W latach 2011-2012 Sam pełnił funkcję kierowcy testowego i rezerwowego niemieckiej stajni Mercedes GP.
Formuła E W sezonie 2014/2015 Brytyjczyk podpisał kontrakt z ekipą Virgin Racing na starty w Formule E, gdzie trzykrotnie stawał na podium, a w Putrajaya i w Londynie odnosił zwycięstwa. Z dorobkiem 103 punktów został sklasyfikowany na piątej pozycji w końcowej klasyfikacji kierowców. W sezonach 2015/2016 (zajął wtedy czwarte miejsce w klasyfikacji kierowców), 2016/2017 (zajął wtedy czwarte miejsce w klasyfikacji kierowców), 2017/2018 (zajął wtedy trzecie miejsce), 2018/2019 (zajął wtedy dziewiąte miejsce) i 2019/2020 (zajął wtedy dziesiąte miejsce) pozostał w tej ekipie. W sezonie 2020/2021 i 2021/2022 kierowca ekipy Panasonic Jaguar.