Stejneger ble tidlig interessert i zoologi, og det er bevart tegninger og notater fra han var 16 år. De tidligste tegningene er signert , men fra 1870 begynte han å kalle seg for å tilpasse navnet til dansk-norsk stavemåte. Den første vitenskapelige publikasjonen kom i 1871, er skrevet på tysk, og omhandler fuglene i Meran. Etter endt utdannelse begynte Stejneger å arbeide i farens firma i Bergen, men han fortsatte samtidig sine zoologiske studier. Han korresponderte med ornitologer i mange land, og studerte fugler i samlingen ved Bergen Museum. I 1876 giftet Stejneger seg med Anna Norman, men ekteskapet fungerte dårlig.