Den hellige Stefan ble født rundt 1155 (1149 eller 1150?) i Lyon eller Châtillon-les-Dombes nordvest for Lyon i Frankrike. Han kom fra adelsfamilien Châtillon, men lite vites med sikkerhet om ham. En biografi fra 1200-tallet består av åtti linjer med likegyldig latinsk vers, og den er for kort til å gi særlig detaljert informasjon, og dens enda kortere appendiks, Miracula, har ingen historisk verdi. Det finnes en noe senere biografi i prosa, fulgt av sin egen Miracula, men den er ikke stort annet enn samling av materiale tatt fra biografiene til andre helgener, spesielt den hellige abbed Anthelm av Belly i La Grande Chartreuse.
Til tross for sin fornemme avstamming valgte Stefan rundt 1175 å bli munk hos karteuserne (Ordo Cartusiensis – OCart) i Portes (Portes-en-Bugey), og han ble prior der i 1196. I 1203 ble han biskop av Dié (i dag slått sammen med Valence), et embete han bare skal ha innehatt i noen måneder, og han påtok seg det bare etter direkte ordre fra pave Innocent III (1198-1216). Stefan førte et så forbilledlig liv at de troende æret ham som helgen allerede mens han levde. Han var en mystiker som opplevde visjoner og hadde undergjørende evner.
Han døde i Dié den 6. eller 7. september (sistnevnte dato foretrekkes i den nyeste utgaven av Martyrologium Romanum), trolig i 1208, men andre årstall nevnes også, helt til så sent som 1213. Det ble meldt om mirakler også etter hans død, og i 1231 presset erkebiskopen av Vienne og hans suffraganbiskoper på for å få ham helligkåret. Selv om det ikke virker som om det kom noe avgjørende ut av dette, fortsatte folket å ære hans relikvier, og ved en undersøkelse i 1557 ble hans legeme funnet intakt. Men tre år senere ble hans jordiske rester ødelagt av hugenottene.
Den salige pave Pius IX (1856-78) godkjente Stefans kult for bispedømmet Dié og i 1857 utvidet han den til karteuserordenen. Dette tilsvarer en saligkåring. Han ble helligkåret ved at hans kult ble stadfestet den 9. desember 1903 (gruppen «Theobald av Vienne og hans 16 ledsagere») av den hellige pave Pius X (1903-14). Hans minnedag er 7. september, men 6. september nevnes også.