Der Sport und die Sportwettbewerbe können auf eine lange erfolgreiche Tradition verweisen. Urkunden und Plaketten zeugen von Stadt-, Regional-, Landes- und Bundesmeisterschaften.
Der Unterricht im Fach Sport erfolgt in zwei Sporthallen (Dreifachturnhalle & Turnhalle) sowie im direkt angrenzenden Stadion Sterkrade. Der Unterricht findet in Langstunden von 67,5 Minuten statt. In der Jahrgangsstufe 6 gehen die Schüler zusätzlich ein Halbjahr im Sterkrader Hallenbad (zu Fuß erreichbar) schwimmen.

Der Sportunterricht wird jedes Jahr durch verschiedene Sport-Arbeitsgemeinschaften bereichert, die den Schülerinnen und Schülern kostenlos im Nachmittagsbereich zur Verfügung stehen. In der Jahrgangsstufe 9 besteht für Schülerinnen und Schüler die Möglichkeit sich im Rahmen einer Arbeitsgemeinschaft zu Sporthelfern und Übungsgruppenleitern ausbilden zu lassen.

Im Bereich der Sekundarstufe II kann die Schülerschaft zum Ende der EF ein Kursprofil wählen, welches sie in der Q1 und Q2 belegen. Um eine möglichst große Vielfalt an Sportarten in der Oberstufe anzubieten zu können, kooperiert das Freiherr-vom-Stein-Gymnasium in der Oberstufe mit dem benachbarten Sophie-Scholl-Gymnasium.
Der Bereich Sport ist in zahlreiche Projekte eingebunden; Kooperationen bestehen zu Sportvereinen und weiteren Institutionen auf Stadt- und Landesebene.
In den letzten Jahren war unser Gymnasium durch die Teilnahme an Schulmeisterschaften mit Schulmannschaften in sehr vielen verschiedenen Sportarten von allen Gesamtschulen und Gymnasien der Stadt Oberhausen die erfolgreichste teilnehmende Schule.