Budapesten született 1841. november 19-én. Apja Schulek Ágoston, anyja Zsigmondy Auguszta. Apja Kossuth Lajos munkatársa különböző gazdasági vállalkozásokban, majd az első pénzügyminisztérium titkára volt, aki a szabadságharc idején a kormánnyal Debrecenbe költözött, majd a szabadságharc leverése után Orsováig menekült Kossuthtal együtt. A család több tagja részt vett a szabadságharcban, Schulek Ágoston két testvére, Jenő és Lipót, mint honvédtisztek vesztették életüket. A gyermek Schulek Frigyes Orsován az újgörög iskolába járt, ahol elemi tanulmányait oláh, görög és francia nyelven kezdte. 1851-ben és 1852-ben Lőcsén tanult német nyelven. Apja a kereskedelmi kamara titkáraként Debrecenbe került, így a gimnázium öt osztályát itt végezte el Frigyes. Itt szerette meg a reál tantárgyakat. Szenvedélyesen vonzódott a rajzművészethez. Elbűvölték a pesti épületek, a nagyszabású, szép alkotások, melyeket a nyári szünetekben látott. Rokonai segítségével 1857-ben lépett be a fővárosi főreáliskola IV. osztályába, s lett rövidesen a német nyelvű iskola legjobb diákja. A szünidőben kőműves inas. 1860-ban sikerrel zárta reáliskolai tanulmányait, s egy hónappal később a pesti kőműves és kőfaragó céhtől a kőműves segédlevelet is megkapta. Egy éven át a budai József Politechnikum hallgatója. Anyagi helyzete nem engedte meg, hogy szokásos sorrendben minden tantárgyat felvegyen. Kiválasztotta a legfontosabb szakmai és művészeti tárgyakat, s mint rendkívüli hallgató egy év alatt tette le vizsgáit, hogy 1861 őszén Bécsben folytassa tanulmányait, a híres Van der Nüll - s annak halála után - Friedrich Schmidt mesterek tanítványa legyen a Szépművészeti Akadémia építészeti szakán. A festészeti osztály rajzóráit is látogatta. Rendkívüli tudásvágya és tehetsége párosult aktivitással és népszerűséggel. Társaival megalakította a "Wiener Bauhütte" önképző egyletet, tagjai között Schulcz Ferenccel és Steindl Imrével. Az önképzőkör tagjai minden tanév végén, néha év közben is kirándulásokat tettek az osztrák-magyar monarchia különböző vidékeire műemlékek tanulmányozására, felmérésére és dokumentálására. A tagok kötelesek voltak munkáikról előadásokat tartani, tudásukat közkinccsé tenni. Ez a fajta tevékenység felkeltette a szakma érdeklődését, s lassan a kormány által is támogatott diákkör Bécs rangos építészeti fóruma lett. Ez idő tájt fordul Schulek Frigyes minden figyelmével a középkor építészete felé. 1866-ban Schmidt Frigyes tanár Schulek Frigyest küldte Regensburgba, hogy elkészítse a Dóm felmérési terveit és működjön közre a helyreállítás megtervezésénél. Az M = 1 : 50-es méretarányú főhomlokzati tervrajz 2,4 m nagyságú, az 1867-es párizsi világkiállításon nagy elismerést aratott, s megszerezte Schulek számára a nemzetközi hírnevet. Német, osztrák megbízásokat kap. Látva a kiegyezés utáni fellendülést, 1868-ban Schmidt Frigyes bécsi irodáját otthagyva hazatért Pestre. Először Buzzi Bódog építőmesterrel, majd Benkó Károllyal dolgozik, s több katolikus templom tervét készíti el. Korábbi franciaországi majd romániai utazásai után 1869-ben, a nagy mesterek és a művészetek hazájába Olaszországba is eljutott. Élményekkel gazdagon tér haza. 1870 márciusától barátjával, Steindl Imrével dolgozik, aki ekkor már műegyetemi tanár. Külföldön már nem vállalt munkát, de megpályázta és elnyerte az Országos Mintarajziskola és Rajztanárképző tanári állását. 25 évig dolgozott ebben a minőségben. 1862-ben alakult meg a Műemlékek Országos Bizottsága. A bizottság építésze maradt a kezdetektől egészen haláláig. Építészeti tevékenységének jelentős korszaka a magyar műemlékek helyreállítása. Ezek között legjelentősebb a Budavári koronázó templom (Mátyás templom) restaurálása, a jáki, zsámbéki, lébényi templomok, a kassai és pozsonyi dóm, az árvai, visegrádi, vajdahunyadi várak, majd a lőcsei városháza helyreállítási terve. Elkészítette a Mátyás templom környékének rendezési tervét, a főútra levezető lépcsőrendszerrel együtt. 1880-1883-ig tervezte a Szegeden felépült református templomot, 1895-96-ban a Szent István szobor talapzatát, 1897-től a Halászbástya terveit készíti. 1903-ban Steindl Imre utódjaként Schulek Frigyest bízták meg a Műegyetem építészmérnöki kara középkori építészeti tanszékének vezetésével. 1910-ben adták át a tervei alapján felépült jánoshegyi Erzsébet kilátót. 1914-es nyugdíjba vonulásáig több terven is dolgozott, sőt, még azután is. Az osztrák-magyar monarchiában 1887-ben a tudományos és irodalmi működés elismerésére alapított "Pro litteris et artibus" rendjellel tüntetik ki 1917-ben. A Magyar Tudományos Akadémia tagja 1895-től. A Magyar Mérnök és Építész Egylet a 70. születésnapját betöltő nagy építészt tiszteletbeli taggá választotta. Schulek Frigyes 1919. szeptember 5-én Balatonlellén halt meg. Fiával közös sírban, a visegrádi temetőben nyugszik.

Fő műve a Budavári Nagyboldogasszony templom, - élete java részét szentelte a templom helyreállítására. Míg szerencsés vállalkozó kartársai hevenyészett munkákkal nagy vagyont szereztek, Schulek az igazi művész önfeláldozásával, szinte hihetetlenül szerény díjazás mellett, az építkezés megkezdésétől fogva a millenniumig, amikorra a templom nagyjában elkészült, a lelkesült alkotási kedvnek soha el nem lankadó, izzó szenvedélyességével rakta le, a nemzet oltárára tudásának és képzeletének összes kincsét. Nemcsak anyagi jutalma volt kevés, de a templomra magára is csak csekély részletekben volt fedezet. (évenként 100.000 forint). Ebbe a szegényes keretbe kellett beletörődnie, több mint 15 éven át. A Duna jobb partján a Várban álló s Boldogasszonyról nevezett plébániatemplom (Mátyás-templom) IV. Béla korából való csúcsíves épület, melynek déli tornyát (1470) Mátyás király újonnan építtette; később többször átalakítást szenvedett s eredeti alakjából egészen kivetkőzött. A király 1873-ban kelt határozata nyomán 1874-96 között Schulek Frigyes vezetésével nagyarányú újjáépítésre került sor, amely kialakította az épület mai képét. 1893-ra elkészült az országhoz méltó, reprezentatív, egységes stílusban megtervezett, finomművű gótikus részletekkel gazdagított nemzeti főtemploma, így a honfoglalás millenniumára az épület ha nem is az eredeti köveivel, de régi fényében ragyogott. Ehhez a munkához kapcsolódott másik közismert alkotása, a Várhegy szegélyén épült 1903-ban felavatott Halászbástya. A román stílusban tervezett, oszlopos folyosókból, nyitott csarnokokból, tornyokból, szabadlépcsőkből összeálló, festői együttes azzal a rendeltetéssel létesült, hogy az újraépült gótikus "koronázó" templomnak stílusban hozzáillő, hangulatkeltő környezetet adjon. Ehhez a feladathoz képest is aránytalanul csekély volt az összeg, (900.000 korona), melyet az állam és a főváros együtt arra fordított. És Schulek csak teremtett és lelkesülten dolgozott tovább. Hogy csak egyet említsek, a nagy lépcsőzet korlátain végig alkalmazott rozettákon több mint 90 eredeti és különböző motívumot alkalmazott. Ő maga szegény maradt, de a hazáját megbecsülhetetlen művészi kincscsel gazdagította.

A római katolikus apátsági templom Jákon, utolsó nagyobb átépítésére 1896 és 1904 között Schulek Frigyes tervei alapján került sor. Az épület külső faragványait felújították, az eredeti faragványok egy részét a Budapesti Szépművészeti Múzeumba, más részét Szombathelyre, a Savaria Múzeum kőtárába szállították. A templom, a románkori magyar templomépítészet legjelentősebb megmaradt alkotása. Nevéhez fűződik még számos magyar középkori építészeti emlék helyreállítása. Tervei szerint épült többek között a szegedi "Kakasos" református templom; a csabdi öreg kúria (1894); a Bp. -i jánoshegyi Erzsébet-kilátótorony. A pécsi kis Zsolnay-szobor talapzatának munkáján öt évig dolgozott Schulek; a Szent István-szobor lábazatát még tovább formálta; a Mátyás templom restaurálása – valójában teljes újjáépítés – csaknem negyed század odaadó munkájának eredménye. Ezt a feladatot hosszú ideig évi ezerkétszáz forint fizetésért végezte; közben idők, konjunktúrák változtak s művészek is, az ügyeskedők persze még inkább, tízszeresen túlszárnyalták őt munkáik száma és anyagi eredménye tekintetében. Schulek azonban dolgozott és tanított egész életén át: a középkori építészet oktatására megfelelőbb embert, művészt és tudóst teremteni sem lehetett volna s a magyar építészet nem hozott létre hozzá mérhető utódot. A szegedi Fogadalmi templom teljes tervezetét is elkészítette 1912-ben, de nem került kivitelezésre, mert a városnak nem volt elég pénze Schulek terveihez. Schulek már nem akart további engedményeket tenni a templom-tervből, inkább önként visszavonult, s ezzel átadta a terepet Foerk Ernő építésznek, aki vállalta, hogy kevesebb pénzből is monumentális templomot épít Szegednek. Schulek Fogadalmi templom terve ma is ismert, sokan gondolták és gondolják úgy, hogy az ő tervének megvalósítása szerencsésebb lett volna. (Építésére 1880. november 28-án, Szeged újjászületése alkalmából tettek fogadalmat a szegedi városatyák. Schulek Frigyes, fehér terméskőből emelt, háromhajós neoromán templomot tervezett, hangsúlyos kupolával és viszonylag alacsony tornyokkal, később hajlott korára és egészségi állapotára hivatkozva lemondott). Az utolsó dómépítő szállt sírba vele, a tudomány nemzetközi nyelvének amatőrjeivel a legnagyobbak egyike, aki ismerte azt a csodálatos, isteni nyelvet, amelyen a kövek beszélnek.