Родился около 1340 года в городе Устюг в семье причетника Симеона. Когда будущей матери святого, Марии, было еще три года, устюжанин святой Прокопий юродивый предсказал ей рождение святого сына. Под влиянием своей благочестивой матери, обладая большими способностями, Стефан с юных лет проявлял необыкновенное усердие к служению Церкви: в один год выучился читать и помогал отцу в церкви при богослужении, исполняя должность канонарха и чтеца.
В молодости святой принял иночество в монастыре в честь святителя Григория Богослова в Ростове. Монастырь славился богатым книжным собранием. Святой Стефан хотел читать святых отцов в подлиннике и для этого изучал греческий язык. В юности, помогая отцу в церкви, он часто беседовал с зырянами. Теперь, овладев богатой церковной культурой, святой Стефан горел желанием обратить зырян ко Христу.
Для просвещения зырян будущий святитель составил азбуку их языка и перевел на него несколько церковных книг. Для составления зырянской азбуки он воспользовался денежными значками зырян, которые они вырезывали на тонких четырехугольных палочках (пасы). Ростовский епископ Арсений (1374-1380) посвятил его в сан иеродиакона. Приготовив себя к миссионерской деятельности, святитель Стефан явился в Москву в 1379 году к Коломенскому епископу Герасиму, который управлял тогда делами митрополии, и просил его: «Благослови меня, Владыко, идти в страну языческую — Пермь. Хочу учить святой вере неверных людей. Я решился или привести их ко Христу, или сложить у них за Христа голову». Епископ с радостью благословил его и посвятил в сан иеромонаха. Он снабдил его антиминсами, святым миром и богослужебными книгами, а великий князь Димитрий Иоаннович дал ему охранные грамоты.
Из Устюга святой Стефан спустился по Северной Двине до впадения в нее Вычегды, откуда начинались поселения зырян. Его встретили крайне враждебно: наметали костер дров, его самого окутали соломой, чтобы сжечь; но никто не посмел подойти к нему с зажженной лучиной. Его кроткий вид и бесстрашие обезоружили зырян, и они сами стали просить его проповедовать им. Много трудов, борьбы, лишений и скорбей вытерпел проповедник веры Христовой, живя среди язычников, поклонявшихся идолам, «огню, воде, деревьям, камню и золотой бабе, и кудесником, и волхвом, и древью».
Особо благоговели зыряне перед так называемой «прокудливой березой». Громадная по толщине и вышине береза росла на возвышенном месте. Зыряне собирались к ней и приносили в жертву добытых зверей. Святой Стефан поставил свою келлию невдалеке от березы и использовал собрания суеверных язычников у дерева, чтобы учить их святой истине. Затем святой Стефан срубил и сжег березу для искоренения суеверия. Зыряне собирались убить его. Святой обратился к ним с проповедью:
«Судите сами, сильны ли боги ваши, когда они не могут защитить себя от огня? Боги ли они, когда так немощны, да и не имеют не только смысла, но и слуха и зрения? И от меня, слабого, не сумело защитить себя ваше божество. Не таковы же ли и все другие боги ваши? Не таков Бог Христианский. Он видит все, все знает и Всемогущ, ибо создал весь мир и о всем промышляет. И как Он благ, особенно к знающим Его! Я желаю вам добра, проповедуя вам Истинного Бога. Он будет любить вас, будет благотворить вам, когда станете чтить Его искренне».
На месте «прокудливой березы» святой Стефан построил храм в честь Архангела Михаила, низложителя духов тьмы.
Крестившиеся зыряне сами стали истреблять то, чему раньше поклонялись: рубили священные деревья, сокрушали идолов; богатые дары, предназначенные для языческих жертвенников, они приносили святому Стефану. Он велел служившему при нем зырянину Матфею все предавать огню и лишь дозволял употреблять полотно на обвертывание ног.
Но окончательный перелом в зырянах произошел после того, как святой Стефан посрамил их главного жреца Пама, который восстал против распространения святой веры. Жрец вступил в спор со святым Стефаном. «У вас, христиан, — говорил Пам, — один Бог, а у нас много помощников и на суше, и на воде, подающих нам счастливую ловлю в лесах и ее избытками снабжающих Москву, орду и дальние страны; они сообщают нам в волхвовании тайны, недоступные вам». Святой Стефан отвечал, что Истинный Бог — один; Всемогущество — одно, а бессилие богов-идолов очевидно по опыту. После долгих споров жрец Пам в оправдание своей веры вызвался пройти сквозь огонь и воду и того же потребовал от святого Стефана. «Я не повелеваю стихиями, — смиренно отвечал святой Стефан, — но Христианский Бог велик: иду с тобой». Пам затрепетал и молил избавить его от верной смерти. «Вы свидетели, — сказал святой Стефан собравшемуся народу, — сам он потребовал решить спор о вере огнем и водой и однако не хочет креститься. За кого считать теперь Пама? Что с ним делать?» «Обманщика предать смерти, — ответил народ, — если отпустить Пама, он наделает тебе пакостей». «Нет, — ответил святой, — Христос меня послал не предавать кого-либо смерти, а учить. Пам не хочет принять спасительной веры, пусть его упорство накажет его, но не я». Пам был выгнан. В благодарность Господу за победу над главой язычников, святой Стефан построил на Вишере храм в честь святителя Николая. После этого проповедь святого о Христе стала идти все успешнее.
В 1383 году святой Стефан был поставлен митрополитом Пименом во епископа Пермского. Как любвеобильный отец он неустанно заботился о своей пастве. Для утверждения в вере новообращенных святитель Стефан при храмах открывал училища, где священные книги изучались на пермском языке. Святитель присматривался к учащимся, учитывал их способности с тем, чтобы из них ставить священников и диаконов. Некоторых учеников святитель Стефан научил писать по-пермски. Святитель строил церкви, в которых ставил священников из зырян, ввел богослужение на зырянском языке. Святитель Стефан перевел на зырянский язык Часослов, Псалтирь, избранные чтения из Евангелия и Апостола, Паремийник, Стихирарь, Октоих, несколько праздничных служб и Божественную литургию.
Во время неурожая Святитель снабжал зырян хлебом, много раз избавлял их от насилия и взяток тиунов, облегчал им подати, защищал от нападений других племен, ходатайствуя за них в Москве. Плодом его подвигов и добродетелей стало обращение всей обширной Пермской земли к Христианству — сам он крестил население Малой Перми (позже — Коми край, т.е. бассейн реки Вычегда), а далее Веру распространили его ученики и последователи. Это великое дело было совершено силой веры и христианской любви. Жизнь святителя — это победа веры над неверием, любви и кротости — над злобой и нечестием.
Умилительно «заочное свидание» святителя Стефана Пермского с преподобным Сергием Радонежским, бывшее в 1390 году во время путешествия святителя в Москву по церковным делам. Святитель Стефан горячо любил Радонежского подвижника и очень желал повидаться с ним на пути из Пермской земли, но не мог исполнить этого из-за недостатка времени. Находясь в 10 верстах от монастыря преподобного Сергия, святитель Стефан, помолившись, обратился в сторону обители и с поклоном произнес: «Мир тебе, духовный брате!». Преподобный Сергий, который сидел вместе с братией за трапезой, встал, помолился и, поклонившись в ту сторону, где проезжал святитель, ответил: «Радуйся и ты, пастырю стада Христова, и мир Божий да пребывает с тобой!». О глубокой духовной связи святителя Стефана Пермского и Преподобного Сергия Радонежского свидетельствует и ныне особая повседневная молитва к ним на братской трапезе.
Кроме устройства церквей, святитель Стефан основал для зырян и несколько монастырей: Спасскую Ульяновскую пустынь в 165 верстах от Усть-Сысольска, Стефановскую — в 60 верстах от Усть-Сысольска, Усть-Вымскую Архангельскую, Яренскую Арханхельскую.
Святителю Стефану приписывают также написание нескольких икон. Самая известная из них — «Зырянская Троица» с обширной надписью стефановской азбукой на коми языке.
В 1395 году святитель Стефан снова отправился в Москву по делам паствы и здесь скончался 26 апреля 1396 года.