Sturgeon 1918. február 26-án született State Islandon, New York-ban, eredetileg Edward Hamilton Waldo néven. Tizenegy éves volt, amikor anyja elvált és férjhez ment a skót W. D. Sturgeonhoz. A fiatal Edward Theodorra változtatta a keresztnevét, hogy ezzel is megkülönböztesse magát az apjától. A Theodor Sturgeon tehát nem az írói álnév, hanem az igazi neve. Első - nem tudományos-fantasztikus - írása 1938-ban egy napilapban látott napvilágot. Egy évvel később már az Astounding Science Fictionbe publikál. Eleinte főként novellákat írt, kezdetben álnevet is használt (E. Waldo Hunter).
Életében mindig is az írás volt a legfontosabb, így nem csodálkozhatunk azon, hogy a legkülönfélébb szakmákkal próbálta fenntartani magát a kezdeti időkben. Többek közt volt matróz, hűtőgép ügynök, hotel menedzser, a háború alatt a hadseregnek dolgozott, mint benzinkutas, bulldózervezető. Sturgeon jól ismert volt az olvasók körében és a kritikusok megbecsülését is magáénak mondhatta. Hatása alatt kezdett írni Harlan Ellison, munkássága felszabadító hatású volt a második világháború utáni sci-fi irodalomra. Ray Bradbury és Kurt Vonnegut folytatták a megkezdett útját. Munkássága a a science fiction aranykorát jelenti.

Leghíresebb művét, a Több mint emberi-t 1953-ban írta, amely egy évvel később elnyerte az International Fantasy Awardot .
Az 1960-as években több részt írt a Star Trek TV-sorozathoz. (Többek közt ő alkalmazta elsőként a vulkániak üdvözlő kézjelzését.) Az "Új Szürkületi Zóna" című TV-sorozatnak pedig két történetét dolgozta fel az 1980-as években.
1958. május 8-án halt meg tüdő fibrózisban, amit az azbeszt okozott.

1951-ben alkotta meg a Sturgeon törvényét:~ "A sci-fi 90%-a könyörtelen, de összességében a mindenség 90%-a könyörtelen."
Theodore Sturgeon élénken emlékeztetett arra, hogy ugyanabban a szobában vol L. Ron Hubbarddal, amikor mogorván vágott oda valakinek: "Tudod, csak az időnket pazaroluk ezzel a zugírással. Ha tényleg pénzt akarsz csinálni, jobb ha elkezdesz egy vallást létrehozni." Sturgeon elmondta ezt a történetet másoknak is.
Sturgeon gitározott és zenét írt.

Theodore Sturgeon-emlékdíj (The Theodore Sturgeon Memorial Award) a Theodore Sturgeon-nek az emlékére alapított díj. 1987 óta évente egy zsűri ítéli oda a megelőző naptári év legjobb angol nyelven megjelent elbeszélésének. A Kansasi egyetemen adják át