Фридрих Август фон Каульбах учился в Академии художеств Нюрнберга у Крелинга и Рауппа, а позднее у своего отца Фридриха Каульбаха. В 1871 г. он переехал в Мюнхен. Фридрих Август также побывал в Париже. В 1886 г. он назначен директором мюнхенской академии художеств. Его дочь Матильда Каульбах в 1925 г. вышла замуж за художника Макса Бекмана.
В Ольштадте в Верхней Баварии находился летний дом художника, где он также провёл последние годы жизни. С июля 1997 г. в нём открыт музей, где представлено около 30 картин и 25 рисунков Каульбаха. В оригинальном виде сохранились мастерская художника и его кабинет.
Современную ему художественную жизнь Каульбах остроумно отразил в многочисленных карикатурах. Одним из частых сюжетов его рисунков становились члены художественной группы «Аллотрия», созданной Францем фон Ленбахом в противовес официальному искусству Мюнхена. Получившему вскоре официальное признание Ленбаху Каульбах посвятил свою шутливую «Ленбахиаду».