Han sang som barn i koret i Saint Paul's Cathedral og ble i en alder av 16 år engasjert av Frederick Ouseley som organist for det nettopp grunnlagte St. Michael's College i Tenbury. I 1860 ble han organist ved Magdalen College i Oxford, i 1872 i Saint Paul's Cathedral. Hans virksomhet som korleder og organist ble retningsgivende for anglikanske kirkemusikk. Stainer var dessuten lærer. I 1889 ble han professor i musikk ved Oxford University og foretok banebrytende forskning innen tidligmusikk.