Альфред вырос на Манхэттене в многодетной еврейской семье. С 1881 г. жил в Германии, учился в Высшей технической школе Берлина, увлёкался фотографией, путешествовал. Его первые работы были сделаны в 1883 году в Берлине. В 1888 г. победа на ежегодном конкурсе фотографий, который проводил британский журнал "Фотограф-любитель", привела к тому, что британские и немецкие журналы стали публиковать его работы. В том же году он написал свою первую статью "Несколько слов о любительской фотографии в Германии."

В 1890 г. Стиглиц прибыл в Нью-Йорк, где стал партнёром в фирме, которая изготавливала фотогравюры. Освоив технические границы фотографии, он начал искать новые методы экспонирования и обработки снимков. Из наиболее известных его фотографий этого периода - "Конечная станция" (1892) и "Зима, Пятая авеню" (1893).

Организованная Стиглицем в 1902 г. выставка фотографий в Национальном художественном клубе Нью-Йорка имела большой успех. Он стал первым фотографом, чьи произведения стали частью собраний ведущих музеев США и начали экспонироваться наряду с картинами знаменитых художников. В 1903-17 гг. Стиглиц издавал фотографический журнал Camera Works, за 14 лет существования которого вышло 50 номеров издания. Стиглиц был создателем и лидером объединения единомышленников "Фото-Сецессион". Он также был директором фотогалереи "291" на 5-й авеню, а впоследствии ещё нескольких галерей.

В 1907 г. Стиглиц познакомился в Париже с Гертрудой Стайн. Он внёс важный вклад в развитие современного искусства, включив в круг интересов известной своими консервативными вкусами американской публики новейшее искусство Европы того времени. Он был одним из инициаторов и спонсоров проведения выставки, на которой были представлены произведения европейского (в первую очередь французского) модернизма, - знаменитой Арсенальной выставки (Armory Show, 1913), которую посетило 100 000 человек. По оценке Британской энциклопедии, Стиглиц "почти в одиночку втолкнул свою страну в мир искусства XX века". В 1924 г. британское Королевское фотографическое общество наградило его Медалью прогресса.

С 1916 г. Стиглиц работал в постоянном контакте с Джорджией О’Кифф (1887 - 1986), в 1924 они поженились. Под его влиянием Джорджия вернулась к живописи, которую ранее забросила. С 1923 г. при поддержке Стиглица она стала активно выставляться (особенно известны её натюрморты с цветами). Стиглиц оставил фотографию в 1937 г. из-за тяжёлой сердечной болезни. После смерти Стиглица его архивы, собрание картин, рисунков и фотографий были переданы нескольким музеям США, в том числе музею Метрополитен.
   

Имя Альфред - древнеанглийского происхождения, состоит из элементов ælf - "эльф" и ræd - "совет".  Фамилия Штиглиц происходит от немецкого слова Stieglitz - "щегол".