Родился 28 июня 1848 года, сын отставного полковника и внук Царскосельского коменданта генерал-лейтенанта Ивана Матвеевича Стесселя.
Окончил 1-е Павловское военное училище (1866).
Участник русско-турецкой войны 1877—1878.
Командовал 16-м пехотным Ладожским (1897) и 44-м пехотным Камчатским (1897—1899) полками. Командуя 3-й Восточно-Сибирской стрелковой бригадой (1899-1903), отличился при подавлении Боксерского восстания (1900—1901). В ходе взятия Тяньцзиня был ранен и контужен.
С 12 августа 1903 года комендант крепости Порт-Артур, с марта 1904 года начальник Квантунского укрепленного района.
После длительной осады, в условиях недостатка продовольствия и боеприпасов, больших людских потерь и при превосходящих силах противника, вопреки приказам командования об удержании крепости, сдал Порт-Артур японцам и вывел оставшийся гарнизон, тем самым сохранив людям жизнь.
За сдачу крепости в 1906 году отдан под военный трибунал.
По итогам следствия Стессель был признан виновным:
7 февраля 1908 года приговорен к расстрелу, замененному на 10-летнее заключение в крепости. Освобожден 6 мая 1909 года по повелению Николая II.
Мир далеко не однозначно отнёсся к приговору Стесселя. Во Франции в честь Стесселя была выпущена памятная медаль. В России Пуришкевич написал на приговор эпиграмму:
Похоронен в Хмельнике, Винницкая область.