Fredrik Stang er en av de mest innflytelsesrike norske rettsforskere gjennom tidene, og han formet generasjoners rettssyn på 1900-tallet. Han gav varige bidrag til organiseringen av norsk forskning. Som politiker var han med på å utvikle et sosialt-liberalt Høyre i den første tiden etter 1905.
Stang ble født inn i landets fremste embetsmannselite; farfaren (som han var oppkalt etter) hadde vært embetsmannsregimets første mann i flere tiår, og faren var statsminister i 1890-årene. I likhet med dem ble også den unge Fredrik jurist. Etter examen artium 1885, juridisk embetseksamen 1890 og praksis som advokatfullmektig ble han høyesterettsadvokat 1896. Fra 1897 til 1932 var han professor i rettsvitenskap ved universitetet i Kristiania/Oslo.
Som rettsforsker arbeidet Stang med formuerett. Til denne forskningen kom han med et uttrykkelig program. Norsk formuerettsforskning hadde siden 1870-årene vært preget av den romerrettslige formuerettstradisjonen. I sine første arbeider formulerte Stang en alternativ rettsvitenskapelig orientering som hadde teoretisk grunnlag i Otto von Gierkes germanistiske rettsvitenskap. Stang fremholdt at samtidens privatrett ikke lenger måtte bygge på romersk rett, men på germanske nasjonale rettstradisjoner og på erkjennelsen av rettens sosiale og praktiske oppgave i det moderne samfunn. Germanisme, sosial rett og det praktiske rettsliv ble tre nøkkelbegreper i Stangs rettsvitenskapelige hovedverk, Indledning til formueretten (1911). I kraft av sitt program og litterære stil er dette et av norsk rettsvitenskaps høydepunkter. Dette programmet preget også en rekke av Stangs videre arbeider, slik som hans viktige bidrag til norsk erstatningsrett – Skade voldt av flere og Erstatningsansvar. Sentrale norske rettsforskere som Ragnar Knoph og Torstein Eckhoff har tatt sterke inntrykk av Stangs sosiale rettsvitenskapelige program.
Stang var en viktig deltaker i det nordiske lovgivningssamarbeidet på privatrettens område, bl.a. lovene om kjøp (1907), avtale (1918) og forsikringsavtale (1930). Han hadde det sentrale vervet som redaktør av Tidsskrift for Retsvidenskab 1921–36, og han var rektor ved universitetet 1921–27. Dette var en vanskelig periode for norsk forskning med mange nedskjæringer, og Stang bidrog aktivt til å reise ny privat og offentlig kapital for det han i et foredrag kalte Norsk videnskap i nød. Inntrykket fra den første verdenskrig ledet Stang til 1917 å ta initiativ til å danne nordiske forskningsinstitusjoner med internasjonale fredsfremmende funksjoner. Det viktigste praktiske resultat av dette ble opprettelsen av Instituttet for sammenlignende kulturforskning 1922. Stang ledet instituttets styre helt frem til sin død.
De første årene etter 1905 var Fredrik Stang aktiv politiker for Høyre, først stortingsrepresentant 1906–09, siden justisminister i Jens Bratlies regjering 1912–13, og han var formann i partiet 1908–11. Hans politiske prosjekt var – når unionskonflikten ikke lenger splittet – å medvirke til et folkelig borgerlig samlingsparti i sentrum av norsk politikk. Om sitt politiske liv skrev han 1912–13 Erindringer fra min politiske tid (utgitt 1946). Han gjorde også en viktig innsats i Stortingets Nobelkomité, der han var formann fra 1922 og frem til sin død. 1936 deltok han i den berømte beslutning om å gi Carl von Ossietzky fredsprisen for 1935.
Fredrik Stang var medlem av Videnskabsselskabet i Kristiania (nå Det Norske Videnskaps-Akademi) fra 1900 og æresdoktor ved universitetene i København, Paris og Uppsala. Han ble utnevnt til ridder av 1. klasse av St. Olavs Orden 1911, til kommandør av 1. klasse 1913 og til storkors 1938. Han var dessuten innehaver av storkors av Dannebrogordenen, kommandør av Finlands Vita Ros orden og den franske Æreslegionen samt ridder av den svenske Nordstjärneorden.
Mot slutten av sitt liv arbeidet Stang med sin farfars rolle i norsk politikk, men fikk bare ferdigstilt arbeidet om Frederik Stangs gjeninntreden i politikken 1861, Stattholdersak og unionsstrid 1856–1862, som utkom etter hans død.