S. arbeidet i to år i farens firma i Fredrikstad 1886-87, han var assistent hos professor Hans Grisebach i Berlin 1887-88. Etter arkitekteksamen tegnet S. hus for farens firma.
De første årene i Kra. var S. ansatt hos arkitekt Holm Munthe som assistent og deltok i utbyggingen av Holmenkollen- og Frognerseteranleggene samt jaktslott og stavkirke i Øst-Preussen for den tyske keiser. Da flere av S.' søsken skulle studere i Kra., kjøpte faren løkken Petersborg i Kra. og bygde her for familien leiegården Thomles gate 2-8 og Drammensveien 44 (1894) etter tegninger av S. Denne leiegården i tysk-/dansk-nyrenessansestil med polykrom teglfasade er en av de få bygninger i Norge med arkitektens signatur på fasaden. Den kunstnerisk utformede leiegårdsfasade og gode planløsning er årsaken til at bygningen har en fremtredende plass i norsk arkitekturhistorie. Da Holm Munthes Holmenkollen Turisthotel brant ned i 1895, fikk S. oppdraget å tegne det nye hotellet. Dette fikk en mer avbalansert planløsning og fordeling av bygningsvolumene enn det gamle. I samarbeid med Gerhard Munthe ble enkelte rom med møbler og vinduer utført i en fantasifull og frodig jugendstil, mens man i eksteriøret kunne finne en nesten overdreven bruk av dragemotivet. Denne sammensmeltingen av jugend- og dragestil finner man igjen i Voksenkollen Sanatorium (1900) og i et spisestuemøblement som S. tegnet til sitt bryllup i 1900.
I 1907 vant S. sm.m. Arnstein Arneberg 2. premie i konkurransen om Kongevillaen på Voksenkollen. Dette arbeid har i ettertiden fått større oppmerksomhet enn 1. premieutkastet til Hjalmar Biong. Prosjektet fikk, i forhold til vinnerutkastet, betegnelsen ekte norsk byggeskikk og innvarslet en ny strømning i norsk arkitektur. Prosjektet viser en mer kompakt bygningskropp. Takvinkelen er flat og nesten uten fremspring. Vindusåpningen er mindre og svalene mer innesluttet. Dragen har veket plass for rokokko- og barokkornamenter. Istedenfor stavkirker og middelalderloft ble forbildet 1700-tallets storgårdsbebyggelse bl.a. fra Gudbrandsdalen, kombinert med ny svensk trearkitektur. Arnebergs arbeider i denne stil er vanligvis blitt mest fremhevet, men også S. fulgte opp Kongevilla-prosjektet, f.eks. tegnet han flere skihytter i Nordmarka i samme stil. På radiostasjonen på Tryvann og Nærland ble bygningene gruppert som gårdsanlegg. S. tegnet også et stort antall villaer. De som han ble prisbelønnet for, Drammensveien 41 (1908) og Drammensveien 89 (1912), begge i Oslo, er også hans beste eksempler på den representative villa. Villaene fra denne perioden er bygd enten i louis seize-stil eller i nordisk nybarokk, f.eks. teglsteinsvillaene Bjarne Aas gt. 5 og Bjarne Aas gt. 7, Fredrikstad (1916). I 1910 vant S. sm.m. Arneberg konkurransen om ombygningen av Grand Hotel, Oslo. I motsetning til den nasjonale stil og materialbruk på Voksen- og Holmenkollen- hotellene ble det her skapt et av de første store internasjonale palasshotellene i Norge med huggensteinsfasade. Varehuset Steen & Strøm (1930) representerer noe nytt i S.' produksjon m.h.t. bygningsteknikk og den funksjonalistiske fasaden. Overlyshallen og hovedtrappen var imidlertid fortsatt bundet til 1800-tallets mellomeuropeiske varehusinteriør. De to tårnaktige forretningsgårder ved inngangen til Skippergt., Storgata 10 og 12 (1930-33), har imidlertid måttet tåle kritikk pga. manglende samsvar mellom de funksjonalistiske fasadene og de lite funksjonelle planløsningene.
Blant S.' hovedverk er de ca. 15 bygningene som ble oppført og ombygd på Norges Landbrukshøgskole på Ås. Bygningene og boligene ble i motsetning til de opprinnelige planene meget variert utformet. Nesten fra starten av var S. fabrikken Freia A/S' faste arkitekt. Her må foajeen og Freiasalen fremheves, dekorert i samarbeid med Edvard Munch. S. var aktiv som arkitekt i over 60 år og tegnet mange forskjellige bygningstyper gjennom flere stilperioder samtidig som det foregikk en stor teknisk utvikling. Over 80 år gammel arbeidet han i slutten av 40-årene sm.m. sønnen Haakon S. med oppføringen av boliger for Årdal og Sunndal verk verk på Snarøya. Han hadde ikke bare evnen til å tegne kvalitetsbygninger, men kombinerte dette med rimelige løsninger. S. var aktiv idrettsmann. Slik forklares de mange idrettsbygningene han for det meste leverte gratis tegninger til.
