Obtuvo la licenciatura de ingeniero civil en la Escuela de Ingenieros y la de matemáticas en la Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM). Viajó a Nueva Jersey para realizar el doctorado de Topología algebraica en la Universidad de Princeton bajo la dirección de Norman Steenrod.^[1]​

De 1953 a 1955 comenzó su carrera como docente, al impartir clases de matemáticas en su Alma mater. De 1957 a 1959 fue asistente de profesor en la Universidad de Princeton. De 1960 a 1961, fue profesor adjunto en la Universidad de Brandeis, en Waltham, Massachusetts. Regresó a México a finales de 1961; desde entonces se integró como profesor adjunto y como uno de los fundadores del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) del Instituto Politécnico Nacional (IPN), que era dirigido por Arturo Rosenblueth Stearns. Dos años más tarde fue nombrado profesor titular e investigador tipo 3 F.^[2]​ Como profesor visitante impartió cátedra en la Universidad de Oxford, en la Universidad de Rochester y en diversos centros de estudios en Brasil, Canadá, Israel y Dinamarca.

Sus trabajos más sobresalientes son los desarrollados en la teoría de obstrucciones, en el problema de Yang-Mills y en el espectro de Brown-Gitler. Fue miembro de la Sociedad Norteamericana de Matemáticas desde 1957. Respectivamente fue miembro de la Sociedad Matemática Mexicana, de la que fue secretario de 1965 a 1967 y presidente de 1967 a 1969. Fue miembro de la Academia de la Investigación Científica desde 1974. Fue miembro del Instituto de Estudios Avanzados de Princeton en 1964-1965 y en 1985-1986.^[3]​

Fue miembro del Consejo Consultivo de Ciencias de la Presidencia de la República.^[1]​ Ingresó en El Colegio Nacional el 9 de octubre de 1986; su discurso fue contestado por el doctor José Adem.^[3]​ Falleció el 9 de septiembre de 2014 en la Ciudad de México.^[4]​

• Representante de México ante la Unión Matemática Internacional en 1975.
• Premio Nacional de Ciencias otorgado por el Gobierno federal de México en 1976.^[5]​
• Profesor Emérito del Cinvestav en 2005.

Fue autor de más de cincuenta artículos científicos y monografías, así como de siete libros; entre ellos se encuentran:^[6]​

• Nota sobre la transpotencia de Cartan en 1962.
• Espacios fibrados por H-espacios en 1962.
• Cohomology operations with local coefficients en 1963.
• Inmersión and embedding of real projective spaces en 1965.
• The inmersión of manifolds en 1967.
• The geometric dimension of real vector bundles en 1967.
• Espacios fibrados en 1968.
• Simposio Internacional de Topología Algebraica en 1968.
• The K theory of Stiefel manifolds en 1970.
• Conferencias sobre Teoría de Obstrucciones en 1972.
• Algunos problemas sobre espacios proyectivos en 1973.
• Introducción a la topología algebraica en 1976.
• Composition properties of projective homotopy classes en 1977.
• Introducción a la topología diferencial en 1979.
• Axial maps and cross-sections en 1984.
• The cohomology of blow-ups en 1992.
• On the homotopy type of complete intersections en 2005.
• On Lefschetz manifolds en 2006.

• José Adem

• Prieto, Carlos; Rivaud, Juan José (2000). «Entrevista con Samuel Gitler. La topología algebraica y el Departamento de Matemáticas del CINVESTAV». Cinvestav. Archivado desde el original el 20 de octubre de 2014. Consultado el 29 de enero de 2010. 
• Elias Micha (2006). «A personal appreciation of Sam Gitler». El Colegio Nacional. Consultado el 30 de enero de 2010.  (enlace roto disponible en Internet Archive; véase el historial, la primera versión y la última).