Родители Ральфа происходили из семей еврейских иммигрантов из Восточной Европы. Вскоре после его рождения семья перебралась в Шербрук, провинция Квебек, где его отец открыл галантерейный магазин. В 1963 году Ральф окончил Университет Макгилла, а в 1968 г. получил степень доктора медицины в Медицинской школе Гарвардского университета. После окончания  в 1970 г. интернатуры в Массачусетской больнице общего профиля он работал в лаборатории физиологии клетки и иммунологии Рокфеллеровского университета.

В 1973 г., работая в лаборатории Занвила Кона, Ральф Стайнман впервые описал дендритные клетки и ввёл в научный обиход сам этот термин. В 1972 г. он получил должность старшего преподавателя, в 1976-м - адъюнкт-профессора, а в 1988-м - профессора.

В 1998 году Стайнман был назначен директором Центра по исследованию иммунологии и иммунопатологии имени Кристофера Брауна. С 2001 г. он являлся членом Национальной академии наук США. Среди полученных им научных наград - Премия имени Уильяма Коли (1998), Международная премия Гайрднер (2003), Премия Альберта Ласкера за фундаментальные медицинские исследования (2007), Премия Медицинского центра Олбани (2009).

30 сентября 2011 года за несколько часов до принятия нобелевским комитетом решения о присуждении премии Ральф Стайнман скончался от рака поджелудочной железы. Несмотря на принцип прижизненного присуждения нобелевских премий, Ральфу Стайнману премия была присуждена (третий случай в истории) посмертно "за открытие дендритных клеток и их роли в адаптивном иммунитете". Вместе с ним Нобелевскую премию получили Брюс Бётлер и Жюль Хоффман.

Имя Ральф происходит от древнегерманского имени Radulf: rād - "совет" и wulf - "волк". Имя Марвин - валлийского происхождения, значение - "знаменитый друг". Фамилия Штайнман произошла от идишских слов штейн - "камень" и ман - "человек".