Son père, le révérend Jonathan Townley Crane, et sa mère, Mary Helen Peck Crane, entièrement dévouée aux activités de son mari au sein de l'Église méthodiste sont les parents de 14 enfants, dont 5 morts en bas âge. Le révérend J.T Crane meurt lorsque Stephen a huit ans. Sa sœur Agnès, institutrice, l'éveille à la lecture romanesque. C'est à 19 ans qu'il publie son premier essai (sur l'explorateur Henry Morton Stanley) dans le magazine de son école mais, dès l'année précédente, il aide son frère Townley à rédiger la chronique locale pour le New York Tribune.
À partir de , il étudie au Lafayette College, puis entre à l'université de Syracuse en 1891, mais quitte l'établissement six mois plus tard. En 1892, il commence sa carrière à New York comme journaliste indépendant. Devenu reporter correspondant pour le New York Tribune, il est renvoyé du journal qui n'a pas apprécié son compte rendu d'une manifestation ouvrière.
En 1893, il publie Maggie, fille des rues sous le pseudonyme de Johnston Smith, récit réaliste où abondent les dialogues truffés de jurons. L'œuvre fait scandale.
En 1895, avec l'aide de Hamlin Garland, il publie La Conquête du courage (The Red Badge of Courage), un roman réaliste sur la guerre de Sécession vécue et observée par les yeux d'un jeune soldat. Le livre remporte un certain succès.
Il travaille à partir de 1895 comme correspondant pour plusieurs journaux et couvre différents conflits, notamment au Mexique. En 1896, alors qu'il se rend à Cuba, le bateau coule et, après 36 heures de naufrage, trois survivants parviennent à atteindre les côtes de la Floride. Crane s'inspire de cette aventure pour écrire The Open Boat and Other Tales, en 1898. Il est correspondant de guerre en Grèce et en Turquie en 1897, aux côtés de sa compagne Cora, puis à Cuba et à Porto Rico pendant la guerre hispano-américaine de 1898. Déjà malade, il s'installe avec Cora en Angleterre dans le Sussex où il fait la connaissance de Henry James et surtout de Joseph Conrad qu'il rencontre plusieurs fois.
Le Bateau ouvert, traduit pas Pierre Leyris, Sillage, 2005 (longue nouvelle reprise, dans une nouvelle traduction, dans le recueil Un mystérieux héroïsme)