Родился в многодетной семье, имел десять братьев и сестёр. В 1709 году Страленберг сопровождал Карла XII в его походе против России. В звании подполковника Зюдерманландского полка участвовал в Полтавской битве. Был командирован вместе с другими офицерами в Валахию и попал в Сучаве в плен и сослан в Сибирь, где пробыл 13 лет. Прибыл в Тобольск 26 августа 1711 года.
Познакомившись со Страленбергом во время своего пребывания в Тобольске, немецкий учёный Д. Г. Мессершмидт выхлопотал указ от 27 февраля 1721 года, разрешавший «швецкому арестанту обер-офицеру Ивану Филиппову Табберту» сопровождать Мессершмидта в его экспедиции. В Сибири побывал в Томске, Нарыме, Абакане, Красноярске, Енисейске.
После заключения Ништадтского мира Страленберг получил разрешение вернуться в Швецию. Выехал из Красноярска в Москву 13 мая 1722 года. В 1723 году фон Страленберг вернулся в Швецию, где получил чин подполковника. В 1740 году назначен комендантом крепости Карлсгам.
Страленберг умер в 1747 году в имении жены своего брата Пера Зигфрида во городе Йетинге.
В 1730 году Страленберг издал книгу «Историческое и географическое описание северной и восточной частей Европы и Азии», которая впоследствии была переведена на русский язык. В своей книге Страленберг также привел различные, часто противоположные, оценки личности Петра I и его деятельности, распространенные в России.
Работы Страленберга представляют собой интересный исторический источник, несущий многие ценные сведения о Западной Сибири начала XVIII века. Отдельный интерес представляет вклад Страленберга в изучение языков коренных народов Урала и Сибири.
Страленберг первым выдвинул теорию об угорском происхождении башкирского народа.
Труды Страленберга переводились в 1736 и 1738 годах на английский язык, в 1757 году на французский, в 1780 году на испанский. На русском языке данный труд был напечатан впервые в 1797 году под заглавием «Историческое и географическое описание полуночно-восточной части Европы и Азии». Выдержки из него о сибирских инородцах публиковались в «Сибирском вестнике» (1888, № 18 — 24.