Nació en Nueva York en 1919 y, pese a una escasa formación académica, sus lecturas le han otorgado una cultura enciclopédica que le ha valido en 1982 ser elegido miembro de la Asociación Americana para el Progreso de la Ciencia.

Su actividad en la ciencia ficción se inició como aficionado fundador del mítico grupo Futurians junto a C. M. Kornbluth, Damon Knight e Isaac Asimov entre otros. Fue editor de Astonishing Stories y Super Science Stories a los diecinueve años. Como agente literario tuvo a Asimov entre sus clientes. Como editor de Galaxy y de If desde 1961 a 1969 revolucionó la ciencia ficción dando entrada a temas de tipo político y sociológico por primera vez en el género, como fruto de sus intereses progresistas. Obtuvo por ello tres veces el premio Hugo.

Como autor colaboró con el prematuramente fallecido Cyril M. Kornbluth en MERCADERES DEL ESPACIO (1953), BÚSQUEDA EN EL CIELO (1954), EL ABOGADO GLADIADOR (1955), y LA LUCHA CONTRA LAS PIRÁMIDES («WOLFBANE» 1959, recientemente reeditada en versión revisada por Pohl) entre otras. También colaboró con Jack Williamson en varias trilogías como UNDERSEA QUEST (1954), UNDERSEA FLEET (1955) y UNDERSEA CITY (1958), y THE STARCHILD TRILOGY: THE REEFS OF SPACE (1954), STARCHILD (1965) y ROGUE STAR (1969).

En esta misma época es autor en solitario de NAVE DE ESCLAVOS (1957), LA MARCHA DEL BORRACHO (1960), THE AGE OF PYSSYFOOT (1969) y varias antologías de relatos entre las que cabe destacar Corrientes alternas (1956), que incluye el relato El túnel debajo del mundo, en el que se hace patente su interés y preocupación por el mundo de la publicidad en el que había trabajado profesionalmente. Después de haber sido presidente de la Asociación de Escritores de Ciencia Ficción de América entre 1974 y 1976 vuelve con renovadas fuerzas a la escritura, en la que cosechará desde entonces tres premios Hugo, dos Nébula, dos Memorial John W. Campbell, el premio Apollo francés, el Edward E. Smith y el premio del Libro Americano.

Sus libros más destacados en este último y fructífero período son: HOMBRE PLUS (2976, premio Nébula), la tetralogía de la saga de los Heechee: PÓRTICO (1977, que obtuvo los premios Nébula, Hugo, Locus y el John W. Campbell Memorial), BEYOND THE BLUE EVENT HORIZON (1980), HEECHEE RENDEZVOUS (1984) y THE ANNALS OF THE HEECHEE (1987).

También ha escrito en este período la continuación de la famosísima Mercaderes del espacio en MERCHANTS WAR (1984), y otras novelas como JEM (2979), STARBUST (1984), LOS AÑOS DE LA CIUDAD (1984, premio Memorial John W. Campbell), TERROR (1986), LA LLEGADA DE LOS GATOS CUÁNTICOS (1986), y TCHEKNOBIL (1987).

Sus relatos han proliferado en las revistas del género y cabe destacar su reciente antología PohlStars (1984) con la novela corta inédita The Sweet, Sad Queen of The Grazing Isles. Posteriormente, el relato Fermi y Frost (1985) le ha merecido el premio Hugo de 1986. Otras antologías no tan recientes han sido: Day Million (1970), The Gold at the Starbow's End (1972 que incluye la novela corta del mismo título, premio Locus de aquel año), The Best of Frederik Pohl (1975 editado por Lester del Rey), In the Problem Pit (1976) y Critical Mass (1977), que recoge relatos escritos junto a C. M. Kornbluth. También ha obtenido el premio Hugo por la publicación del relato La Reunión (1973), escrito en curiosa colaboración postuma con su amigo Kornbluth, fallecido en 1958.

También ha publicado una interesantísima autobiografía con el título THE WAY THE FUTURE WAS: A ME MOIR (1978), en la que describe, desde dentro, los primeros cincuenta años de la ciencia ficción.