Etter å ha tatt examen artium i 1870, begynte han i 1871 å studere ved Det Kongelige Fredriks Universitet i Christiania, og tok anneneksamen i 1872. Deretter studerte han medisin i to år, men fulgte også forelesninger i botanikk og zoologi. Moren ønsket at han skulle bli lege, så Stejneger dro til Berlin for å utdanne seg videre i medisin. Han fant raskt ut at dette yrket ikke passet for ham, og vendte tilbake til Christiania for å studere jus. I 1875 avsluttet han studiene med å ta graden cand. jur. med haud. I 1930 ble Stejneger utnevnt til æresdoktor ved sitt gamle universitet.