Löwenstein trat 1906 als streng Gläubiger in das Berliner Rabbiner-Seminar ein, das er dann 1908 als Atheist verließ. Er schloß sich der "Deutschen Gesellschaft für ethische Kultur" und dem "Bund für Schulreform" an. 1910 promovierte Löwenstein in Erlangen auf pädagogischem Gebiet. Am Ersten Weltkrieg nahm der Pazifist als Rot-Kreuz-Helfer teil. Nach Kriegsende kehrte Löwenstein als Mitglied des Soldatenrats und der USPD nach Charlottenburg zurück. Ab 1922 gehörte er zum linken Flügel der SPD. Er war von Juni 1920 bis Mai 1924 und erneut von Dezember 1924 bis April 1933 Mitglied des Deutschen Reichstags. Zugleich wurde er 1921 Stadtverordneter in Berlin und Schulrat in Neukölln. Von 1924 bis 1933 hatte Löwenstein den Vorsitz in der "Arbeitsgemeinschaft sozialdemokratischer Lehrer und Lehrerinnen Deutschlands" und zugleich der "Arbeitsgemeinschaft der Kinderfreunde Deutschlands". Am 27. Februar 1933 verübte die SA einen Überfall auf seine Neuköllner Wohnung; danach lebte er illegal in Berlin. Im März desselben Jahres wurde er offiziell vom Dienst suspendiert. Er war aus rassistischen und politischen Gründen gezwungen, zu emigrieren, zuerst in die Tschechoslowakei, später nach Frankreich. Löwenstein wurde steckbrieflich von der Gestapo gesucht. Im August 1937 bürgerten die NS-Behörden ihn und seine Familie aus. 1928 wohnte er in Berlin-Lichtenberg, Wilhelmstraße 26, von 1929 bis 1933 in Neukölln, Geygerstraße 3, wo eine Gedenkrafel an sein Schaffen erinnert.