Stále iba 20-ročný krídelník patrí Los Angeles Kings, ktoré ho draftovalo v roku 2019 a nováčikovský kontrakt mu platí do konca ročníka 2022/23. Počas kariéry ale nastupoval zatiaľ iba za materský tím Frölunda HC, s ktorým v roku 2019 vyhral švédsky titul v SHL. Celkovo v najvyššej súťaži odohral už 102 zápasov (33+24).

S Frölundou okrem titulu vyhral už dvakrát Ligu majstrov. Na konte má bronzové medaily z MS do 18 rokov aj MSJ. Na poslednom juniorskom šampionáte v Českej republike bol Samuel Fagemo s trinástimi bodmi najproduktívnejším hokejistom turnaja a s 8 bodmi najlepším strelcom. Raz sa presadil aj v zápase proti Slovensku (6:2).