Фостер родился 4 июля 1826 года в городке Лоренсвилль (штат Пенсильвания), близ Питтсбурга. Он был девятым ребёнком в семье ирландцев и поэтому его воспитанию не уделялось должного внимания. Ещё в детстве Стивен слушал музыку чернокожих рабов и бродачих артистов, которые исполняли афро-американские песни. Впоследствии это оказало огромное влияние на его творчество (песни «О, Сюзанна», «Скачки в Кэмптоне», «Сыграем на банджо», «Старики у себя дома»). Стивен самостоятельно научился играть на нескольких музыкальных инструментах. Взял несколько уроков теории музыки в Питтсбурге у Г. Клебера.
Родители тщётно пытались дать Стивену образование и устроить на работу. В 1840-х Фостер связался с театром менестрелей, где зародились такие песни, как «О, Сюзанна» (1848 и «Кэмптонские скачки» (1850), сочетавшие в себе эфиопские традиции.
Долгие годы Фостер жил в нищете, потому как не умел рационально распоряжаться и без того скудными доходами. 13 января 1864 года, находясь в гостинице в Нью-Йорке, Фостер, болея лихорадкой, ночью упал с кровати и ударился головой, что привело к его смерти. Фостер скончался в возрасте 37 лет.
Стивен Фостер первым в США начал серьёзно писать популярную музыку. Написал более 200 песен. Его песни настолько популярны, что считаются народными. Фостер удачно отразил в своём творчестве специфику коллективного общения. В своих песнях он сочетал афро-американскую музыку и сентиментальные романсы и баллады. Некоторые его песни были распространены среди «белых» семей (в том числе «Джинни», 1854; «Милая Эни», 1856), а другие, в том числе негритянские религиозные песнопения — среди негритянских общин («Старики у себя дома», 1851; «Старый чёрный Джо», 1860). Известнейшая песня Фостера — «О, Сюзанна» (1848). Песня «Мой старый дом Кентукки» стала гимном штата Кентукки.
Произведения Фостера часто использовались как фольклорный материал в сочинениях многих композиторов, в том числе Ч. Айвз, А. Копленд, Ф. Пуленк, М. Гулд, М. Кастельнуово-Тедеско, Р. Воан-Уильямс. Многие песни Стивена Фостера переводились на другие языки. Среди его менeе известных произведений — гимны для воскресных школ, песни о войне за независимость.