Stellbrink wurde am 28. Oktober 1894 in Münster geboren und wuchs in Detmold auf. Er begann eine Ausbildung zum Auslandsprediger und wurde 1915 Soldat. Nach einem Arm-Durchschuss 1917 wurde er aus dem Kriegsdienst entlassen. 1921 ging er mit seiner Frau für acht Jahre nach Brasilien, wo auch seine drei Kinder zur Welt kamen. 1929 wurde er Pastor in Thüringen, ehe er 1934 an die Lübecker Lutherkirche kam.
Bereits im März 1933 trat er in die NSDAP ein. Noch zum Reformationstag 1935 rief er dazu auf, "an einer von römischem und jüdischem Geist völlig gesäuberten deutschen Nationalkirche zu bauen". Das Alte Testament lehnte er als "jüdisch" ab und sah in Jesus Christus vor allem einen nordischen Heroen. Doch sowohl mit seiner Partei als auch mit seinem NS-nahen Bischof Erwin Balzer überwarf er sich, so dass die Partei ihn 1937 ausschloss.
Um 1941 knüpfte er Kontakte zu den drei katholischen Kaplänen Johannes Prassek, Hermann Lange und Eduard Müller, was damals noch verpönt war. Die Tötung von behinderten Menschen ("Euthanasie") lehnten sie ebenso ab wie die Misshandlungen der Zwangsarbeiter.
Stellbrink wurde nach einer kritischen Predigt zu den verheerenden Bombenangriffen auf Lübeck im März 1942 von der Gestapo verhaftet. Die NS-nahe Lübecker Kirche entließ ihn daraufhin aus dem Pfarrdienst. Er soll laut Gestapo-Bericht den Angriff als "Gottesgericht" gedeutet haben.
Gemeinsam mit den drei katholischen Kaplänen wurde er im Juni 1943 vom Volksgerichtshof wegen Wehrkraftzersetzung, Feindbegünstigung und Vergehen gegen das Rundfunkgesetz zum Tode verurteilt. Am 10. November 1943 wurden alle vier in der Untersuchungshaftanstalt Hamburg am Holstenglacis mit dem Fallbeil hingerichtet.
Anders als die katholische Kirche tat sich die evangelische Kirche in Lübeck in der Nachkriegszeit schwer mit der Erinnerung an Stellbrink, stand er doch sowohl den NS-nahen Pastoren als auch der regimekritischen Bekennenden Kirche gleichermaßen fern. Erst 1993 erreichte der damalige Lübecker Bischof Karl Ludwig Kohlwage zum 50. Jahrestag der Hinrichtung die offizielle Aufhebung von Stellbrinks Todesurteil.
Beide Konfessionen legen heute Wert auf das gemeinsame Zeugnis der vier "Lübecker Märtyrer". Dass ihr Blut an der Hinrichtungsstätte ineinanderfloss, gilt heute als Symbol der ökumenischen Verbundenheit im Widerstand. Die Kapläne wurden am 25. Juni 2011 seliggesprochen. Weil die evangelische Kirche dies nicht kennt, wurde Stellbrink zugleich geehrt. Die Lübecker Lutherkirche hat mittlerweile eine Gedenkstätte eingerichtet.
Stellbrink sei ein "widersprüchlicher Charakter" gewesen, urteilt Lübecks Bürgermeister Jan Lindenau (SPD). Sein Wandel zeige, dass das Gebot der Nächstenliebe "auch in die tiefste Finsternis vorzudringen vermag". Es sei ihm immer wichtiger geworden, seinem Gewissen zu folgen und die Wahrheit nicht zu verschweigen.