This work reports the characterization and steam permeation performance of dense BaCe0.7Fe0.1Sc0.2O3−δ (BCFS) perovskite hollow fiber (HF) membrane, which was fabricated by sintering at 1400 °C with 1 wt% Co2O3 sintering aid. BCFS HF membrane could permeate steam (water vapor) in the presence of the concentration gradient of steam in feed/permeate sides at high temperature of 700–1000 °C. The steam permeation flux through BCFS HF reached 0.077 mL cm−2 min−1 at 1000 °C, which was 189 % higher than that at 700 °C using 100 mL min−1 steam-saturated He feed gas and 100 mL min−1 N2 sweep gas. BCFS HF could maintain relatively stable yet slightly deteriorating fluxes when subjected to continuous 8 thermal cycles between 700 and 1000 °C. When external voltage (−2.0 V–2.0 V) was applied to the BCFS HF, it behaved as a steam pump and showed self-regulation behavior. Both the direction of the voltage and the wiring method for the electrode affected the steam permeation performances. In addition, steam permeation fluxes showed hysteresis profile when the applied voltage was changed. The findings reported here can essentially be used to develop HF-based electrochemical device for high temperature steam permeation and control.