Le 19 novembre 1948, Stéphane Paoli voit le jour à Rabat (au Maroc). Son père, Jacques Paoli, est journaliste radio.

En 1969, Stéphane Paoli débute sa carrière de journaliste radio sur Europe 1 où officie son père.

A la rentrée 1979, la direction lui confie la présentation de la session dominicale de "Europe Midi".

A la rentrée 1983, il présente le grand journal de 7h30 sur Europe 1. Il sera reconduit à son poste à la rentrée 1984.

A la rentrée 1986, Stéphane Paoli passe à la présentation de "Europe Soir" en semaine.

A la rentrée 1987, il devient l'une des principales voix de l'information du week-end sur Europe 1. Il y présente le journal de 9h00, "Europe Midi" et "Europe Soir".

A la rentrée 1988, il assure la présentation du journal de 8h00 en semaine.

A la rentrée 1989, il retrouve "Europe Midi" en semaine. Il restera sur cette tranche durant cinq saisons.

En 1994, Stéphane Paoli rejoint France Inter.

En 1998, à l'occasion de la Coupe du monde de football en France, il coanime avec Max Bossis "Planète ronde", un magazine abordant les coupes du monde précédentes du point de vue sportif et sociétal, sur La Cinquième.

En 1999, il prend les commandes de la matinale de France Inter, "Inter Matin"; avec une interview à 8h20 et les questions des auditeurs à 8h45. En outre, il anime avec Jean-Michel Ribes "Baobab", une émission politique mensuelle diffusée le dimanche soir.

Le 25 mars 2006, Stéphane Paoli est victime d'un accident vasculaire cérébral qui l'oblige à s'éloigner de l'antenne. Il décide alors de quitter la présentation de la matinale, chose qu'il avait déjà dans l'idée.

A la rentrée 2007, il revient à l'antenne pour présenter et produire "Franc parler", une émission politique hebdomadaire diffusée le lundi soir. L'émission coprésentée avec Raphaëlle Bacqué et Thomas Hugues est diffusée en simultanée sur France Inter et iTélé. Il renoue aussi avec les matinales en prenant les commandes du "7/9 du week-end" sur France Inter.

A la rentrée 2008, Stéphane Paoli arrête "Franc parler" qui est remplacée par "Le Rendez-vous politique" de Jean-François Achili.

A la rentrée 2010, il arrête les matinales du week-end et lance "3D, le journal" où il traite l'actualité de la semaine de manière approfondie et transdisciplinaire en public et en direct du Théâtre du Rond-point (ou en région une fois par mois).

A la rentrée 2011, il poursuit "3D, le journal" mais si l'émission reste en direct et en public, elle est désormais présentée depuis la Maison de la Radio.

En 2012, il présente l'émission "Plus de sciences", un magazine bimensuel diffusé sur la chaîne locale Opal'TV.

A la rentrée 2015, "3D, le journal" laisse sa place à "Agora", un nouveau grand rendez-vous réunissant politique et société civile.

Le 26 juin 2016, Stéphane Paoli décide de quitter France Inter après 22 ans d'antenne pour prendre sa retraite.