S. arbeidet først på et sakførerkontor og som kopist i Indredepartementet 1864–67. Samtidig arbeidet han som journalist, utgav en diktsamling Skovstjerner (1862), leste, ifølge ham selv, all verdens skjønnlitteratur og var opptatt av musikk. Hver sommer gikk han i høyfjellet, og naturen der gjorde et sterkt inntrykk på ham. "Det er vel nærmest Høifjeldet som har bragt mig til at blive Maler", skriver han i sin selvbiografi. Også reproduksjoner etter malerier av J. W. Turner stimulerte hans fantasi. Etter to år som elev av Barlag og Eckersberg kom han ved Gudes hjelp 1869 inn på kunstakademiet i Karlsruhe. Riefstahls koloristisk nøkterne, tegnende stil preget lenge S.' maleri, og i München gjorde Pilotys effektfulle historiemaleri sterkt inntrykk og bidrog til at han foruten rene landskaper også mer og mer kom til å male figurbilder. Med det bibelske motiv Ruth og Boas (1875) vant han akademiets sølvmedalje og i 1878 fikk han mention honorable på Verdensutstillingen i Paris med Perdu (En strandvasker). Inntrykk fra de franske Salon-malere, særlig slagmalere som E. Detaille og A. Neuville, merkes tydelig i figurens stilling; det ilanddrevne lik ligner mest en fallen kriger på slagmarken. S. oppholdt seg i Kristiania årene 1876–80 med studiereiser til Hvaler, Jæren og Kinn, der han malte motiver fra fiskernes liv, altertavlen Kristus på korset (1877) til Paulus (senere Petrus, nå Sofienberg) kirke, Kristiania, mytologiske scener osv. Årene 1878–79 leverte han en rekke illustrasjoner til P. Chr. Asbjørnsens nye eventyrutgave, og det var også hans fortjeneste at Erik Werenskiold sommeren 1878 ble knyttet til dette arbeide. Under oppholdet i Italia 1880 malte S. på Capri bl.a. den sterkt dramatiske La tarantella og La festa di San Costanzo. Under årene i München og Berlin 1880–91 vant S. en ansett posisjon i tysk kunstliv, og han utstilte også tre ganger på Paris-salonen. Kontakten med Norge opprettholdt han ved årvisse studiereiser, særlig ble han fengslet av natur og folkeliv i Nord-Norge. Vinteren 1886 tilbrakte han således i Svolvær, og mange av hans mest kjente malerier henter sine motiver derfra, f.eks. En forårsdag i Lofoten (1882, Statens Museum for Kunst, København), Begravelse i Lofoten (1882), Fra Reine i Lofoten og Fiskerhavn med båter (begge 1883, Nasjonalgalleriet, Oslo), Ved de ytterste skjær (1883, Nationalmuseum, Stockholm), Snølandskap fra Svolvær (1883, Stavanger Kunstforenings Faste Galleri), Vinterdag i Lofoten (1886, Bergen Billedgalleri), Silddampen kjem (1886, Trøndelag Kunstgalleri). Flere av dem, som Lapper hilser soloppgangen (1886, Göteborgs Konstmuseum) og Begravelse i Lofoten, har et fint samspill mellom figurene og det mektige landskap, men er mindre interessante rent malerisk. Ved siden av Peder Balke, Wilhelm Peters og Gunnar Berg var S. med på å gjøre Nord-Norge kjent i kunsten, også gjennom tallrike utstillinger i Tyskland. Blant hans historiske komposisjoner kan nevnes Slaget ved Svolder (1883–84, Det Kgl. Slott) og Kong Hake (1884), der han med stor effekt behandlet et emne fra Snorres Ynglingesaga, vikingkongen som døende stevner til havs på sitt brennende skip.
S. slo seg ned på Lysaker i 1891. Han deltok i konkurransen om Leiv Eiriksson-maleriet 1892, og malte nye Lofoten-motiver (Mellom dag og natt 1894, Trøndelag Kunstgalleri). En Ishavs-tur året etter førte til en serie bilder fra drivisen. Han behandlet den antikke mytologi, som med tidens sterke interesse for Arnold Böcklin nå igjen var aktuell, i arbeider som Charon og Menader på de trakiske berg (begge 1892), og den norrøne, i det etter tittelen å dømme, høyst selsomme Lindormen strekker seg mot kvelden (Høstutstillingen 1898). En svær oppgave var Folkeslaget ved Leipzig 1813 (ca. 2000 m2), utført 1894–95 til et diorama-lokale i Leipzig; Andreas Bloch tok seg av uniformene. Som illustratør ble S. benyttet av Fridtjof Nansen (Eskimoliv 1891, Fram over Polhavet 1897) og av Nordahl Rolfsen til bl.a. hans Illustreret Tidende for Børn. Ikke minst tok teatret hans tid. S. var instruktør og teatermaler ved Christiania Theater og senere ved Centralteatret. I løpet av tre år utgav han hele 5 skuespill, hvorav Iraka (1896) og Han Hans Benjamin og hans sysken (1898) faktisk ble oppført på Christiania Theater, riktignok uten større suksess. Sine siste 6 år tilbrakte han igjen i München, der han 1904 ble utnevnt til professor.
S. var en mangesidig begavelse, men hadde vanskelig for å samle seg om bestemte emner, noe som gir hans omfangsrike livsverk en splittet karakter. Han arbeidet så raskt og gjerne i så svære formater at det ofte gikk ut over rent maleriske kvaliteter. Men mange av hans bilder har en frappant helhetsvirkning og er godt komponert, med utpreget sans for motivets dramatiske muligheter. Av hans dekorative arbeider kan nevnes veggfeltene De fire årstider (1874–75), Villa Lykkeberg, Fredrikstad. På samme tid dekorerte han sammen med E. Peterssen bl.a. en dør i Asbjørnsens hjem i Kristiania. S. var den første som tok opp Christiania Kunstforenings innkjøpspolitikk da han i 1876 protesterte mot avvisningen av et bilde malt av Olav Rusti. I 1881 deltok han i kunstnernes protestaksjon mot foreningen. Etter hjemkomsten i 1891 kom han igjen aktivt med i det hjemlige kunstliv og ble mye brukt som organisasjonsmann og utstillingsarrangør. Som kunstner ble han i sin samtid ganske høyt vurdert og ble representert i de fleste større nordiske museer samt i enkelte tyske og italienske samlinger. (München, Venezia). Men også kritiske røster hevet seg tidlig. En skarp analyse gav Andreas Aubert i en artikkel i Aftenposten (10.6.1882), en vurdering som stort sett må sies å være gyldig også i dag.