Фридрих Штернберг родился 11 июня 1895 года в силезском городе Бреслау. Он был пятым ребёнком в многодетной еврейской семье. В тринадцать лет, будучи гимназистом, впервые познакомился с идеями социализма. С 1910 года печатался в местной социал-демократической газете «Die Volkswacht». Одновременно с этим Фридрих Штернберг входит в ряды еврейского молодёжного движения, где знакомится с немецко-еврейским философом Мартином Бубером. После окончания школы в 1913 году изучал экономику: сперва в Бреслау, затем — в Берлине. В свободное от учёбы время сотрудничает с социалистическими сионистскими организациями. В 1914 году Фридрих Штренберг порывает с Социал-демократической партией Германии, парламентская фракция которой поддержала начало Первой мировой войны и последовавший за ним военный заём. В мае 1916 года был призван в армию. На оккупированной германской армией российской территории Польши Штернберг знакомится с идеологией Бунда и в августе 1917 года вступает в его ряды. В последующие годы (примерно с 1922 года) Штернберг причисляет себя к сторонникам социал-сионисткой организации Поалей Цион. Ноябрьскую революцию 1918 года встретил в своём родном городе и был избран в городской солдатский совет.
Летом 1919 года Штернберг жил в Вене, где наряду с другими предметами изучал психоанализ. Во время зимнего семестра 1919/20 начинает преподавательскую деятельность в университете Франкфурта, замещая во время семинаров Франца Оппенгеймера. В течение трёх лет совмещает преподавательскую деятельность с собственным обучением, большое внимание уделяя изучению теории предельной полезности. Однако, в 1923 году из-за неудачной попытки соискательства доцентуры и разногласий с Францем Оппенгеймером Фридрих Штернберг отказывается от университетской карьеры и сосредотачивается на изучении империализма. По финансовым причинам, был вынужден вернуться в родной город, где основывает дискуссионный марксистский кружок, который позднее стал основой для местной ячейки Социалистической рабочей партии Германии. Продолжает работать над своей книгой «Империализм». Примерно в это же время Штернберг, который в 1921 году принимал участие в сионистском конгрессе в Карлсбаде, отходит от идей сионизма.
В этот период Штернберг налаживает контакты как с известными деятелями культуры (такими как Бертольт Брехт, Лион Фейхтвангер, Жорж Грос), так с различными марксистскими деятелями и организациями. Возможно, именно Штернберг наряду с Карлом Коршем стал той фигурой, под влиянием которой будущий классик немецкого театра Бертольт Брехт стал сторонником марксистских идей. Выход в 1926 году книги «Империализм» вызвал широкий резонанс в немецком обществе. Получив известность, Штернберг стал регулярно публиковать статьи в рабочих и профсоюзных газетах, его приглашали для проведения курсов и семинаров. Это помогло ему улучшить своё материальное положение. В 1927 году Штернберг участвует в антифашистском конгрессе в Брюсселе. В 1929 и 1930 годах дважды посещает Советский Союз, где имел множество встреч с советскими учёными и политическим деятелями, в числе которых были Евгений Варга, Карл Радек, Николай Бухарин. В 1930—1933 года, вплоть до запрета газеты регулярно печатается в популярном журнале «Die Weltb?hne», как правило, под псевдонимами «Томас Тарн» (нем. Thomas Tarn) и «К. Л. Гершторф» (нем. K.L. Gerstorff). Этот период отмечен тесным сотрудничеством с публицистом Хансом Майером (впоследствии — Жан Амери); в квартире у Штернберга неоднократно останавливался поэт Петер Хухель. 7 ноября 1931 года вступил в только что созданную Социалистическую рабочую партию Германии (СРПГ), активным членом которой был все последующие годы, несмотря на прогрессирующее заболевание диабетом. Штернберг выступал на митингах СРПГ, организовывал внутрипартийные курсы, постоянно печатался в партийной прессе. В 1932 году на выборах в прусский парламент был первым номером в избирательном списке Социалистической рабочей партии Германии от Берлина; выборы были неудачными, СРПГ набрала всего 0,4 % голосов. Вместе с журналистом Клаусом Цвейлингом является автором проекта программы первого съезда Социалистической рабочей партии Германии. Вместе с Цвейлингом, руководством Социалистического молодёжного союза Германии — молодёжной организации СРПГ, а также с бывшими членами «Коммунистической партии — Оппозиции» Пуалем Фрёлихом и Якобом Вальхером относился в левому крылу Социалистической рабочей партии Германии. Левое крыло ратовало за превращение СРПГ в революционную марксистскую партию; в начале 1933 года одержало победу во внутрипартийной дискуссии с руководством партии (Курт Розенфельд, Макс Зейдевиц), которые придерживались левых идей социал-демократии.
После приход национал-социалистов к власти Штернберг подвергается двойной опасности — как марксист и как еврей. После поджога Рейхстага вынужден перейти на нелегальное положение и 12 мая 1933 года под видом спортсмена-горнолыжника через Исполиновы горы перешёл в Чехословакию, откуда в дальнейшем перебрался в Базель. Там он жил в течение трёх лет на полулегальном положении, испытывая серьёзные финансовые трудности, при этом старался помогать членам СРПГ, нелегально иммигрировавших в Швейцарию из южных областей нацистской Германии. В конце августа — начале сентября 1933 года во французском местечке Руайян Штернберг неоднократно встречался со Львом Троцким по поводу создания экономической платформы для Четвёртого Интернационала, однако при обсуждении конкретных вопросов возникли непреодолимые разногласия. Весной 1936 года Штернберга высылают из Швейцарии и он переезжает в Париж, где располагалось руководство СРПГ в изгнании. Изредка принимал участие в Кружке Лютеция — попытке создания Народного фронта из различных немецких эмигрантских политических организаций. Вплоть до 1939 года Штернберг один из главных авторов эмигрантских изданий Социалистической рабочей партии Германии — «Die Marxistische Trib?ne» и «Die Neue Front — Organ f?r proletarisch-revolution?re Sammlung», а также в ряде других газет и журналов, включая «Neuen Weltb?hne» и даже буржуазные «St. Galler Tagblatt» и «Economist».
В 1950 году впервые с 1933 года посещает Германию, где 20 августа как представитель северо-американских социалистов участвует в социалистической демонстрации во Франкфурте-на-Майне. В 1951 году совершил трёхнедельное путешествие в Югославию, где среди прочих встречался с Эдвардом Карделем. С 1954 года окончательно перебирается в Европу (сохранив гражданство США), где вплоть до самой смерти в 1963 году работал экспертом в профсоюзных организациях, в комитетах и комиссиях Социал-демократической партии Австрии и левого крыла Социал-демократической партии Германии.