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Revelado pelo Paulista de Jundiaí, Samuel Xavier passou pelo São Caetano e Ceará antes de chegar ao Sport, em 2015, ano em que teve sua melhor fase pelo clube pernambucano. Em 2016, o lateral-direito trabalhou ao lado de Oswaldo de Oliveira, até o treinador trocar o Leão pelo Corinthians, na reta final da temporada. Neste ano, o jogador passou instabilidades e recebeu cobranças da própria diretoria.
Ao todo, Samuel Xavier disputou 145 partidas com a camisa do Sport, marcando três gols. Nessa temporada, o lateral entrou em campo em 55 oportunidades, sendo 53 como titular. O jogador tem contrato com o Leão até o fim da temporada de 2019.
Samuel Xavier chega ao Galo no momento em que é ventilada a saída de Marcos Rocha do clube. Rocha tem vínculo com o Atlético até o final de 2018. Assim, o lateral pode assinar pré-contrato com qualquer clube a partir do meio da próxima temporada. Nesse cenário, o Atlético teria de liberar o jogador sem nenhuma compensação financeira ao término do ano. Apesar disso, o diretor de futebol do clube, Alexandre Gallo, já comunicou a intenção de renovar com o atleta.