屈伸幼年,父母早亡, 陜西三原民治小学毕业后，因生活所迫，13岁去淳化县安子凹煤矿当童工。一年后，在于右任先生的资助下，考入三原省立第三师范学校读书。1925年夏,投笔从戎,考入耀县杨虎城创办的三民军官学校学习。1926年冬，考入冯玉祥所部第11师当学兵。1928年进入孙连仲所部,历任中尉书记长,上尉、少校,中校参谋。1933年夏，入南京中央军校高等教育班二期受训。1934年夏毕业后,历任26路军干训所军官队队长,31师人事科中校科长,教育营中校营长,辎重兵营长。1937年任31上校师参谋主任,代理师参谋长。1939年夏，历任30军司令部参谋处处长兼30军补二团团长,30军干部训练教育长兼兵学研究班主任。

抗日战争爆发后，参加了娘子关战役，徐州会战，武汉保卫战等战役。任第二战区上校视察专员。1938年3月，奉命由河南信阳，武圣关一带开赴徐州五战区，参加徐州会战,临行时代理31师参谋长职务,领部队开赴台儿庄布防。战斗打响后，屈伸与师长池峰城把师指挥所设在与台儿庄一河之隔的铁路桥下，就近指挥台儿庄寨内及其附近部队抗击日军进攻。战斗中，屈伸坚持每天进寨联络，随时掌握战斗进展情况，当台儿庄大部街区被敌占领，守军阵地仅剩一座西门的危急时刻，屈伸一面鼓励守军坚定信心，死守阵地。一面建议师长调整部署，组织敢死队乘夜进行反击。经过日夜苦战，终于将寨内敌人全部肃清,稳定了战局。在30军任职期间,坚决执行国共合作抗战的方针,努力团结两党同志共同抗战。

抗战胜利后，任北平第五补给区司令部参谋处少将处长兼荣军院院长。1947年9月，“北平谍案”发生,受到牵连,被迫回到老家西安后,任西安第七补给区司令部少将办公室主任,任职期间,同中共中央西安情报处发生联系。西安解放后，屈伸受组织委派，随十八兵团贺龙司令员入川做策反工作,返回西安后，进入西北人民革命大学学习。新中国成立后,任九三学社西安分社宣传部副部长。1958年被错划为右派分子。1979年3月得到平反，恢复公职,任陕西省文史馆员。1981年10月22日，病逝于西安，享年70岁。