Due anni dopo la sua nascita, la famiglia emigrò negli Stati Uniti d'America e nel 1900, raggiunta la maggiore età, Steichen divenne cittadino statunitense. Formatosi come pittore di belle arti, all'inizio del XX secolo si avvicinò alla fotografia abbracciando il movimento pittorialista che si proponeva di elevare questa tecnica al livello delle altre arti visuali e di cui sarebbe diventato uno dei più significativi esponenti. Nel 1905, assieme ad Alfred Stieglitz, fondò e condusse la Little Galleries of the Photo-Secession (Piccole gallerie della secessione fotografica), una galleria d'arte moderna situata a New York che favoriva la diffusione del nuovo stile fotografico. Dopo la prima guerra mondiale, durante la quale fu al comando della divisione fotografica dell'American Expeditionary Forces (le forze armate statunitensi impegnate nel conflitto in Europa), Steichen ritornò alla fotografia diretta (straight photography) per passare successivamente alla fotografia di moda. Nel 1932 uscì la sua prima copertina fotografica a colori per Vogue. Nel 1928 immortalò l'attrice Greta Garbo in uno scatto divenuto famoso: pubblicata sulla copertina del 10 gennaio 1955 della rivista Life, la foto di Steichen è considerata una delle immagini simbolo dell'attrice. Nel corso della seconda guerra mondiale, ricoprì il ruolo di direttore dell'istituto fotografico navale. Il suo documentario di guerra La grande combattente (The Fighting Lady) vinse nel 1945 il premio Oscar al miglior documentario. Dal dopoguerra fino al 1962, fu direttore di fotografia presso il Museum of Modern Art di New York. In questa veste, nel 1955, cura la realizzazione di The Family of Man, un'esposizione fotografica che raffigura il ventaglio di sentimenti ed esperienze umane dalla nascita alla morte. L'opera si compone di una selezione di 503 tra quasi 2 milioni di foto scattate in 68 paesi da 273 fotografi diversi. Il cognato di Steichen, Carl Sandburg, scrisse l'introduzione del catalogo dell'esposizione che, come desiderava il suo autore, fu in seguito donata al Gran Duca di Lussemburgo. L'opera, attualmente, è conservata in esposizione permanente al castello di Clervaux in Lussemburgo e nel 2003 l'UNESCO l'ha inserita nell'Elenco delle Memorie del mondo.