Houston RocketsRediger
Med sin størrelse og smidighed blev det forventet, at Sampson ville score som Wilt Chamberlain og vinde mesterskaber som Bill Russell, da han kom til National Basketball Association. Houston Rockets valgte ham som den første samlede spiller i NBA-draften i 1983. Som rookie scorede han i gennemsnit 21,0 point og 11,1 rebounds, spillede med i All-Star Game og vandt NBA Rookie of the Year Award.
Rockets nåede kun et resultat på 29-53 i 1983-84, hvilket kvalificerede dem til at vælge først i NBA-draften i 1984. Houston valgte center-kollegaen Hakeem Olajuwon fra University of Houston. Mange iagttagere kritiserede Rockets’ valg, idet de mente, at de to 7-fodede spillere (kendt som Twin Towers) ikke ville være effektive, når de spillede sammen, mens andre mente, at kombinationen kunne være overmægtig. Sampson, der spillede en ny stil som power forward, havde nye forventninger til sig. Dengang sagde Dallas Mavericks-træner Dick Motta: “Den frontlinje vil, når historien skrives, når de er vokset op, måske være den bedst sammensatte på et hold. nogensinde.” Houston guard John Lucas sagde om Sampsons skifte til forward: “Han vil revolutionere spillet.”
I 1984-85 forbedrede Rockets sig med 19 kampe til 48-34 og kom i slutspillet for første gang i tre sæsoner. Sampson havde sin bedste individuelle kampagne og lavede i gennemsnit 22,1 point og 10,4 rebounds og fik en plads på All-NBA Second Team. Han og Olajuwon spillede begge i NBA All-Star Game i 1985, og Sampson fik spillets MVP-pris efter at have scoret 24 point og snuppet 10 rebounds. Den 5. marts 1985, i et nederlag mod Denver Nuggets, scorede Sampson 30 point, 15 rebounds, 8 assists og 5 steals og var den første spiller i NBA’s historie til at score mindst 30 point, 15 rebounds, 5 assists og 5 steals, siden ligaen begyndte at registrere steals.
Den følgende sæson vandt Houston Midwest Divisionen med et resultat på 51-31. I slutspillet fejede Rockets Sacramento Kings, men stod over for en større udfordring mod Alex English og Denver Nuggets i Conference Semi-Finalen, og vandt i sidste ende serien 4-2, hvor den sjette og afgørende kamp gik til dobbelt overtid. Mod de forsvarende mestre fra Lakers i Conference Finals var Rockets klar til at slå deres rivaler ud, som havde fået det bedste ud af dem i løbet af sæsonen. Rockets tabte kamp 1, men Rockets kæmpede sig tilbage og vandt fire sejre i træk for at vinde serien fire kampe mod en. I femte kamp i denne serie stod Sampson for et af de mest mindeværdige øjeblikke i NBA-slutspillets historie. Da stillingen var uafgjort 112, Olajuwon tidligere var blevet smidt ud, og der kun var et sekund tilbage på uret, tog Sampson en inbounds-passning og kastede et drejende turnaround jumper, der sejlede gennem kurven ved buzzeren, hvilket gav Rockets en 114-112-sejr og en chokerende overraskelse i serien.
I NBA-finalerne mødte Rockets Boston Celtics. Sportsskribenterne i Boston var ikke glade for ikke at få hævn over Lakers, der havde slået Celtics i finalen året før, men kampen var interessant med den unge frontcourt, der udfordrede Celtics’ gamle garde. I løbet af sæsonen i Boston Garden spillede Rockets godt mod Celtics, indtil Sampson blev ramt af et rystende fald på ryggen. I starten af finalen kom Sampson hurtigt i foulproblemer tidligt i kamp 1, da Boston let kom foran 2-0, da han tog tilbage til Houston. Rockets vandt en tæt kamp 3 under ledelse af Sampson. Game 4 gik også ned til stregen, hvor Celtics trak den ud på sene Larry Bird 3-pointerhelte og utidig turnover af Rockets-guarden Mitch Wiggins. I en tilsvarende tæt kamp 5 i Houston (under 2-3-2 formatet) bukkede Sampson under for hån fra Bostons meget mindre 1,80 m store backup guard Jerry Sichting, hvilket resulterede i, at Sampson tog et slag og fik en udvisning fra kampen. Sjovt nok fik dette Rockets til at blive opildnet, og de vandt kamp 5 med 15 point uden Ralph takket være Olajuwons, Jim Petersens og Robert “Bobby Jo” Reid. Kamp 6 gik tilbage til Boston, hvor Sampson igen kom i foulproblemer og ikke havde megen effekt mod den ældre og klogere Celtic-frontcourt bestående af Larry Bird, Kevin McHale og Robert Parish. Efter serien kaldte Bostons træner KC Jones Rockets for “de nye monstre på blokken”, og fremtiden så meget lys ud for Rockets. I løbet af mesterskabsseriens seks tabte kampe mod Celtics scorede Sampson i gennemsnit 14,8 point på 0,438 skud, 9,5 rebounds og 3,3 assists pr. kamp.
Senere stopRediger
Samson blev skadet midtvejs i 1987-88-sæsonen, faldt Sampson i unåde hos Rockets-træner Bill Fitch og blev sammen med guard Steve Harris handlet til Golden State Warriors for Eric “Sleepy” Floyd og Joe Barry Carroll. Sampsons knæ- og rygproblemer blev værre og værre, og han spillede aldrig en hel sæson i de resterende år af sin NBA-karriere. Han lavede i gennemsnit 6,4 point og 5,0 rebounds med Golden State i 1988-89 og blev handlet til Sacramento Kings for Jim Petersen. Sampsons skadesproblemer fortsatte i Sacramento, da han i alt kun spillede 51 kampe i to sæsoner, hvor han i gennemsnit lavede henholdsvis 4,2 og 3,0 point i 1989-90 og 1990-91. Sampson blev løsladt af Kings og spillede 10 kampe for Washington Bullets i 1991-92, inden han blev waived. Han spillede 441 kampe i 10 NBA-sæsoner, lidt mere end halvdelen af de 820 planlagte.