Штайнмаєр народився 5 січня 1956 року в Детмольді (земля Північний Рейн-Вестфалія) у простій сім'ї (батько — столяр, мати — робітниця фабрики).
Після закінчення гімназії в 1974 році призваний на військову службу в бундесвер.
1976 року вступив до Університет імені Юстуса Лібіха в Гіссені, де до 1982 року вивчав спочатку юридичні, а потім і політичні науки.
З 1983 до 1986 року проходив передзахисну юридичну практику у Франкфурті-на-Майні і Гіссені.
1986 захистив докторську дисертацію на тему «Правове положення бездомних».
З 1986 до 1991 року працював науковим співробітником на факультеті суспільного права й політології у Гіссенському університетіті. 1991 року був юрисконсультом з інформаційного права і політики стосовно ЗМІ в державній канцелярії Нижньої Саксонії.
У 1993—1994 роках керував особистим бюро тодішнього прем'єр-міністра Нижньої Саксонії Герхарда Шредера. З цього часу професійна кар'єра Штайнмаєра тісно переплелася з політичною кар'єрою Герхарда Шредера, довіреною особою якого він був всі сім років правління коаліції СДП-«Зелені».
У 1994—1996 роках очолив у державній канцелярії відділ політичних директив, міжвідомчої координації і планування. У 1996—1998 роках призначений статс-секретарем, главою державної канцелярії Нижньої Саксонії.
Після обрання Герхарда Шредера канцлером Німеччини з листопада 1998 до липня 1999 Штайнмаєр був державним секретарем федерального уряду, уповноваженим у координації діяльності спецслужб, а з липня 1999 до листопада 2005 також і керівником відомства федерального канцлера.
З листопада 2005 року — міністр закордонних справ Німеччини в коаліційному уряді ХДС/ХСС-СДП.
У листопаді 2007 року затверджений віцеканцлером замість Франца Мюнтеферінга. У жовтні 2007 року до державних посад Штайнмаєра додався пост заступника голови СДП, членом якої він є з 1975.
Франк-Вальтер Штайнмаєр був висунутий кандидатом на пост канцлера від СДП на парламентських виборах 2009, але програв боротьбу лідерці ХДС Анґелі Меркель, після чого втратив посади в уряді. Після виборів до Бундестагу 2013 знову в рамках коаліції СДП з панівною ХДС/ХСС потрапив до уряду, де йому вдруге дістався портфель міністра закордонних справ.
У січні 2017 року, після того як федеральний президент Йоахім Гаук заявив, що за станом здоров'я не буде продовжувати термін свого президентства, Штайнмаєр залишив посаду міністра і заявив, що має намір балотуватися на місце федерального президента єдиним кандидатом від панівної коаліції.
13 лютого 2022 року був переобраний на посаду федерального президента, на підтримку політика було віддано 1045 із 1425 можливих голосів Федеральних зборів, 86 членів утрималися. Кандидатуру підтримали Соціал-демократична партія Німеччини, "Союз 90/«зелені» і Вільна демократична партія, а також блок ХДС/ХСС», що входять до урядової коаліції.
Штайнмаєр одружений, має дочку.
14.02.2022