Desde Preguntas frecuentes sobre el Photo Stream de Apple :
¿Cuánto tiempo se almacenan las fotos de Mi foto en streaming en iCloud?
Las fotos que subes a Mi flujo de fotos se almacenan en iCloud durante 30 días para que tus dispositivos tengan tiempo suficiente para conectarse y descargarlas.
¿Cuántas fotos se almacenan en Mi flujo de fotos en mis dispositivos y ordenadores?
iCloud empuja todas tus fotos al álbum My Photo Stream en tus dispositivos y ordenadores, y las gestiona de forma eficiente, para que no te quedes sin espacio de almacenamiento.
Tus dispositivos iOS guardan una colección continua de tus últimas 1.000 fotos en el álbum "Mi secuencia de fotos". Desde ahí, puedes navegar por tus fotos recientes o mover las que te gusten a tu Camera Roll o a otro álbum para conservarlas en tu dispositivo para siempre.
Por lo tanto, tendrás que sincronizarlas desde iPhoto utilizando iTunes, ya que Apple sólo guarda tus fotos durante 30 días en sus servidores.
También puedes encontrar otra aplicación en la App Store como Documentos de Readdle y copiar las fotos en el teléfono a través de Wi-Fi (evitando iTunes como querías), pero me doy cuenta de que eso no es lo ideal.