Фридрих Теодор Нольтениус родился 8 января 1894 г. в Бремене и был сыном профессора медицины.
Начавшаяся Первая мировая война вмешалась в планы Нольтениуса стать врачом, и 4 августа 1914 г. он записался в полевой артиллерийский полк № 13.
С декабря 1914 г. по декабрь 1915 г. он служил на Восточном фронте, затем был переведен во Францию, где и воевал до ноября 1917г.
Произведенный в ефрейторы 21 июня 1915г., Нольтениус был награжден 17 ноября того же года Железным крестом 2-го класса.
На следующий день он был повышен в звании до унтер-офицера, а 5 октября 1916 г. получил производство в лейтенанты, но 16 апреля 1917 г. был ранен. 10 мая 1917 г. его наградили Железным крестом 1-го класса, за которым 5 июля последовал вюртембергский Рыцарский крест ордена Военных заслуг.
3 ноября Нольтениус начал авиационную подготовку в FEA 1, в Альтенбурге, а непосредственно полетные тренировки прошел в FEA 10, в Боблингене, в феврале 1918 г.
В начале июня он прибыл в AFP 7, где ожидал распределения в боевую часть, затем две недели провел, летая в составе FA(A) 234, а в конце июня вновь отправился на учебу в Jastaschule II, расположенную в Нивелле. Вероятно, там он проявил свои способности, поскольку получил направление в Jasta 27 из JG III — одну из лучших истребительных эскадрилий Германии. В своем дневнике Нольтениус описывал, что пилотирование истребителя давалось ему с удивительной легкостью, и вскоре он стал одной из «звезд» в JG III.
После того как в середине августа 1918 г. прибыли оснащенные мотором BMW истребители Fokker D.VII, он сбил в сентябре шесть самолетов и три аэростата. Тем не менее споры по поводу побед с коллегами по эскадрилье вынудили его перевестись в Jasta 6, входившую в состав JG I, но возникшая антипатия с Неккелем — командиром Jasta 6 — привела 19 октября к новому переводу Нольтениуса — на этот раз в Jasta 11, где он одержал свои последние шесть побед.
С 15 июля по 5 ноября он выполнил не менее чем 141 боевой вылет, одержав 21 воздушную победу.
Одна из его неподтвержденных побед была одержана над истребителем Sopwith Camel 21 сентября. Самолетом опустился на территории союзников, вполне возможно, управлял им капитан У.Р. Мэй из 209-й эскадрильи (D9599), который остался невредим.
Нольтениус стал одним из последних кавалеров Рыцарского креста ордена Дома Гогенцоллернов с мечами, получив эту награду 8 ноября 1918 г.

После войны он принял участие в борьбе против коммунистов в Германии, а после победы над ними стал врачом.
С 1923 по 1933 г. он со своей семьей жил в Южной Америке, но затем вернулся в Германию, где снова начал летать.
12 марта 1936 г. Фридрих Нольтениус вылетел на самолете Bucker Jungmann (D-EFEK) из аэропорта Иоханнисталь и попал в катастрофу. Немецкий ас Первой мировой войны скончался по дороге в госпиталь.