Sam Leavitt aborde également la télévision, d'abord comme cadreur sur une série en 1951, puis comme directeur de la photographie entre 1956 et 1977. Durant cette dernière période, il participe à dix séries (dont les dix-sept épisodes de Banacek, de 1972 à 1974) et à trois téléfilms.
En 1959, il gagne l'Oscar de la meilleure photographie, pour La Chaîne (1958, avec Tony Curtis et Sidney Poitier) de Stanley Kramer. Il aura encore deux autres nominations (voir la rubrique "Nominations et récompenses" ci-dessous).
1966 : Batman, Saison 1, épisode 1 Le Prince des énigmes (Hi Diddle Riddle) de Robert Butler et épisode 2 Le Mammouth de Troie (Smack in the Middle) de Robert Butler