Dieter Schnebel est né le 14 mars 1930 à Lahr, dans la région de Baden. Après quelques tentatives dans la composition au lycée, il étudie la théorie et l'histoire de la musique chez Erich Doflein, professeur de violon réputé à la Musikhochschule de Freibourg-im-Brisgau (1949-1952). Pour Schnebel, ces études étaient son premier contact avec la musique nouvelle, interdite au temps du nazisme - contact qui fut approfondi les années suivantes à l'occasion de rencontres avec Luigi Nono, Pierre Boulez, Edgar Varèse, Karlheinz Stockhausen et particulièrement Theodor W. Adorno et d'autres lors des cours d'été à Darmstadt. Après l'obtention d'un diplôme d'état de pédagogie musicale en 1952, Dieter Schnebel se consacre à la théologie, la philosophie et la musicologie à l'université de Tübingen et termine ses études en 1955 par l'examen de théologie, suivi par le doctorat de musicologie avec un travail théorique sur la dynamique chez Arnold Schoenberg. À cette époque (1953-1959), il écrit de grandes compositions sérielles, regroupées sous le titre Versuche. Dès 1956, il travaille comme pasteur dans plusieurs villages du Palatinat, puis comme pasteur et professeur de théologie et musique à Francfort (dès 1963) et à Munich (1970-1976) où il forme le groupe Arbeitsgemeinschaft für Neue Musik au lycée Oskar-von-Miller.

En 1968, Schnebel commence à réaliser des projets de musique conceptuelle. Ces projets ne mettent pas seulement en question la notion de l'œuvre, il y explore aussi de manière conséquente les limites entre la musique et l'action théâtrale. Il faut citer notamment Glossolalie 61 pour récitants et instrumentistes (1960-1961) et particulièrement le projet Maulwerke pour organes d'articulation et appareils de reproduction (1968-1980), exécuté régulièrement depuis sa création par le groupe de théâtre expérimental Die Maulwerker, fondé par Schnebel en 1977. En 1976, Schnebel est nommé professeur de musique expérimentale et de musicologie à la Hochschule der Künste de Berlin où il enseigne jusqu'à sa retraite en 1995. Durant cette époque, il travaille de plus en plus sur l'actualisation et sur le développement de la musique traditionnelle, comme dans la série d'œuvres sous-titrées Tradition, notamment la cantate scénique Jowaegerli, d'après des textes alémaniques de Johann Peter Hebel (créée à Baden-Baden en 1983) ainsi que Chili, musique et images sur Kleist (créée à Hambourg en 1991, puis renommé St. Jago). À cette période, il écrit Re-Visionen composée à partir de 1972, Missa (dédiée aux théologiens du mouvement protestant de résistance contre la politique nazie vis-à-vis de l'Église, créée en 1988), de nombreuses œuvres de musique de chambre et œuvres vocales relatives à l'histoire de la musique et particulièrement la Sinfonie X dont la composition débuta en 1987 (créée en 1992 au festival de Donaueschingen).

Au milieu des années 80, Schnebel commençe une série de compositions utilisant l'espace comme élément constituant. Ce concept a fait naître une série d'œuvres incluant les Monotonien, Raum-Zeit Y, Museumsstücke I et II, Ekstasis pour soprano, percussion, chœur et grand orchestre (création le 7 novembre 1997 à la Philharmonie de Cologne) et son dernier opéra Majakowskis Tod - Totentanz, créé à Leipzig en 1998. En 1991, Dieter Schnebel se voit décerner le Prix d'art de la Ville de Lahr. En 1999, il reçoit le Prix de la musique religieuse européenne de la Ville de Schwäbisch Gmünd, décerné pour la première fois. Il est membre de l'Académie des Arts de Berlin (depuis 1991) et de l'Académie des Arts de Bavière (depuis 1996).