Писал портреты, пейзажи, костюмированные композиции, обнаженную женскую натуру в духе салонного академизма.
Начальное образование получил в двухклассном реальном училище при лютеранской церкви св. Михаила в Москве (1879—1881).
В 1881—1883 годах обучался в Императорской Академии художеств в качестве вольного слушателя, затем — в Московском училище живописи, ваяния и зодчества (1884—1885 годы) у Е. С. Сорокина и В. Е. Маковского. В 1885—1887 годах обучался за границей в Академии Жюльена в Париже у Вильяма-Адольфа Бугро и Антуана Робера-Флери. Та же Виктор Карлович познакомился со своей будущей женой - Надеждой Георгиевской, которая прибыла в Париж с целью стать оперной певицей, девушке пришлось выбирать между карьерой певицы и любовью к художнику. Она выбрала художника и они поженились во французской Ницце в 1888 году. После жизни в Ницце, через два года они вернулись в Россию как раз к рождению первого из своих пятерых детей (Ксюша, Наташа, Коля, Надя, Соня).[2]
С 1887 года Штембер принимал участие в выставках в Парижском салоне, Товарищества передвижных художественных выставок, Общества художников имени Архипа Ивановича Куинджи, Московского общества любителей художеств, Санкт-Петербургского общества художников и других. Проживал в Москве, в начале 1890-х преподавал в собственной школе рисования, открытой вместе с Л. О. Пастернаком. Рисовал в том числе портреты великокняжеских персон. В середине 1910-х годов создал росписи Мраморного зала главного дома усадьбы Середниково под Москвой.
В 1913—1914 годах Штембер устроил персональную выставку в Петербурге. Среди портретов на выставке интерес представляли изображения членов императорской семьи, аристократов, а также портреты итальянок, гречанок, цыганок, портреты незнакомок, простолюдинок.[3] С 1917 года проживал в Петрограде.
После Октябрьской революции выполнял портреты революционеров, членов партии; работал над портретами В. И. Ленина. Происходящие события подорвали его здоровье. Но он всё-таки создает портреты, среди заказчиков - партийные руководители. В марте 1920 он утверждается художником В.И. Ленина. Состояние здоровья становилось хуже. Он покидает Петроград и переезжает в Нахичевань-на-Дону.[2][4]