Steinberger avait quitté son Allemagne natale à l'âge de 13 ans à cause de la montée de l'antisémitisme du parti nazi, alors en expansion. Il émigra aux États-Unis où il vécut de nombreuses années avant de s'installer en Suisse pour travailler au CERN.
Il co-découvrit le neutrino muonique. Steinberger, Melvin Schwartz et Leon Lederman reçurent conjointement le prix Nobel de physique en 1988 « pour la méthode du faisceau de neutrinos et la démonstration de la structure en doublet des leptons grâce à la découverte du neutrino muonique ». Il a remis le montant en argent associé à sa portion du prix Nobel à la New Trier High School où il avait été élève.