Samuel Gitler nació en la ciudad de México el 14 de julio de 1933. Se graduó de ingeniero civil en la Escuela Nacional de Ingeniería de la Universidad Nacional Autónoma de México, y obtuvo el doctorado en matemáticas en la Universidad de Princeton, New Jersey, EUA, con especialidad en topología algebraica, bajo la dirección de Norman Steenrod.
A la fecha, sus aportaciones al conocimiento matemático se han concretado en nueve colaboraciones en libros, revistas y memorias de congresos, y en cincuenta y cuatro artículos publicados en revistas especializadas del más alto nivel, ya sea individualmente o en colaboración con algunos de sus colegas. Al mes de mayo de 2003 las citas a sus trabajos de investigación alcanzaban las 232 referencias bibliográficas.
Su carrera como docente data de 1953, cuando ocupó el cargo de profesor de matemáticas en la Escuela Nacional de Ingeniería de la UNAM, puesto que desempeñó hasta 1955. De 1957 a 1959 fue asistente de profesor en la Universidad de Princeton, y de 1960 a 1961 ocupó el cargo de investigador asociado en la Universidad de Brandeis en Waltham, Massachusetts. En este último año fue nombrado profesor adjunto del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) del Instituto Politécnico Nacional (IPN), cargo que ocupó hasta 1963, pues a partir de 1964 fue nombrado profesor titular del mismo; se desempeñó como investigador "3-F" y en 2005 fue nombrado Profesor Emérito del mismo centro. También por estos años impartió algunos cursos aislados en la Escuela Superior de Física y Matemáticas del IPN. Se han doctorado con él 9 alumnos de los cuales casi todos son actualmente investigadores activos.
El interés de Gitler puede dividirse en dos grandes rubros: el papel de la topología algebraica y sus aplicaciones a la topología diferencial. Su trabajo más conocido es sobre el llamado "Espectro de Brown-Gitler". Este concepto dio origen a la resolución de tres problemas muy importantes en la teoría de homotopía y a un Simposio organizado por la Sociedad Matemática Americana, sobre "la tecnología de los espectros de Brown-Gitler". Anteriormente estudió el Problema de Yang-Mills y otros problemas de relatividad general; escribió un artículo sobre la teoría de supervariedades —objetos matemáticos que modelan situaciones físicas relacionadas con el campo unificado y la teoría de la supergravedad.
El doctor Samuel Gitler ha dictado conferencias en todas las Universidades del mundo que destacan en la disciplina de las matemáticas.
Cuenta en su haber con una larga lista de distinciones y premios, entre los cuales sobresalen los siguientes: miembro de la Sociedad Matemática Mexicana (1953), secretario (1965-1967) y presidente (1967-1969) de la misma; miembro de la American Mathematical Society (1957), revisor de la revista Mathematical Reviews (1968-1990), editor del Boletín de la Sociedad Matemática Mexicana (1969-1981), miembro de la Academia de la Investigación Científica (ahora Academia Mexicana de Ciencias) (1974), representante de México ante la Unión Matemática Internacional (1975), Premio Nacional de Ciencias (1976), y miembro en dos ocasiones (1964-1965 y 1985-1986) del Institute for Advanced Study, de Princeton.
El doctor Gitler es miembro de El Colegio Nacional desde el 9 de octubre de 1986. Su discurso de ingreso fue contestado por el doctor José Ádem.