Sam Wolski rozegrał w sumie 32 spotkania i zdobył osiem bramek, a także został przez Ekstraklasę uhonorowany tytułem "Odkrycia sezonu 2011/12". Zainteresowanie jego zakupem zaczęły wyrażać niemieckie Werder Brema, Borussia Dortmund oraz Hannover 96.
Latem 2012 Wolski doznał kontuzji stopy. Po konsultacji medycznej oraz zabiegu przewidywano, że będzie pauzować przez trzy tygodnie. Mimo to ból nie ustępował i we wrześniu Wolski udał się do Niemiec na badania do doktora Hansa-Wilhelma Müllera-Wohlfahrta, z którym konsultowano się aż do listopada. W połowie stycznia 2013 roku Wolski wraz z całą drużyną wziął udział w pierwszym w nowym roku treningu pod okiem Jana Urbana. W sumie w rundzie jesiennej sezonu 2012/13 Wolski nie wystąpił w żadnym spotkaniu.
Fiorentina 22 stycznia 2013 Wolski wyjechał do Włoch, gdzie przeszedł testy medyczne przed transferem do Fiorentiny, z którą trzy dni później podpisał czteroipółletni kontrakt. 3 lutego po raz pierwszy usiadł na ławce rezerwowych, jednak w wygranym 2:0 spotkaniu z Parmą nie wystąpił. W kwietniu podczas treningu nabawił się kontuzji mięśnia dwugłowego, przez którą pauzował dwa tygodnie. W barwach Fiorentiny zadebiutował dopiero 19 maja podczas wygranego 5:1 meczu z Pescarą, gdy w 60. minucie zastąpił Adema Ljajicia.