Frederik Pohl est né dans le quartier de Brooklyn, à New York, où il passe une grande partie de sa vie. Il suit en particulier des études au Bronx High School of Science où il fait la connaissance d'Isaac Asimov avec qui il restera ami pendant toute sa vie. Malheureusement, il doit quitter l'école à l'âge de 14 ans pour trouver du travail et ne terminera jamais ses études.
En 1938, il rejoint le groupe des Futurians avec Asimov. Il rencontre dans ce groupe de nombreux auteurs, en particulier Judith Merril qu'il épouse en 1949 et avec qui il a une fille, Ann, en 1950. Pohl commence sa carrière en dirigeant plusieurs revues éditant de la science-fiction, en particulier les magazines Astonishng Stories et Super Science Stories.
Pendant la Seconde Guerre mondiale, il est envoyé en Europe d'où il revient avec une blessure de guerre. Il s'inscrit ensuite au parti communiste mais en sera exclu à cause de certains anciens membres qui craignent que la science-fiction ne corrompe les adolescents.
Il commence alors une seconde carrière comme agent littéraire, allant même jusqu'à revendiquer la représentation d'environ 70% des plus grands auteurs de science-fiction dans les années 1970. Parallèlement, il écrit ses premiers livres en collaboration avec ses nombreux contacts.
Ami de Cyril Kornbluth, leur collaboration produit entre autres une dystopie satyrique où le monde est dirigé par des compagnies publicitaires : Planètes à gogos (The Space Merchants), satire où il étale sans états d'âme les méthodes des services de marketing. Des thèmes proches tels que des satires de la société de consommation des années 1960 lui fournissent matière à de nombreuses nouvelles.
De 1959 à 1969, Frederik Pohl édite deux des plus grands magazines de SF américains : Galaxy et If. Dans l'un des numéros de Galaxy, il lance un concours d'écriture de nouvelles pour jeunes auteurs, doté d'un prix de 10 000 dollars. Malheureusement, les textes reçus sont tellement pauvres qu'il publiera finalement l'un de ses propres textes, écrit sous un pseudonyme. Tout au long de sa carrière, il en utilisera de nombreux : 'Elton V. Andrews', 'Henry De Costa', 'Paul Dennis Lavond', 'Paul Flehr', 'S. D. Gottesman', 'Lee Gregor', 'Edson McCann', 'James MacCreigh', 'Ernst Mason', 'Scott Mariner', 'Charles Satterfield', 'Warren F. Howard' ou 'Allen Zweig'.
Dans les années 1970, il fait un retour avec, entre autres, la série de La grande porte qui lui vaut le prix Hugo, le prix Nebula et la reconnaissance de l'ensemble de la profession. De 1974 à 1976, Frederik Pohl est élu président de la Science Fiction and Fantasy Writers of America. En 1992, il reçoit le Damon Knight Memorial Grand Master Award de cette association pour l'ensemble de son œuvre. Il est à ce jour le seul auteur ayant reçu le prix Hugo à la fois comme auteur et comme éditeur.
En dehors de la science-fiction, il publie également de nombreux ouvrages, en particulier Practical Politics, un manuel expliquant le processus politique américain.
Frederik Pohl a été marié quatre fois. Outre Judith Merril, il épouse Carol Stanton avec qui il co-édite quelques anthologies, et Elizabeth Anne Hull également écrivain, ex-présidente de la Science Fiction Research Assocation.
Depuis 1984, il vit à Palatine, en banlieue de Chicago dans l'Illinois.
