Depuis ses débuts au piano à sept ans, Stéphane Orlando compose et improvise. Il entre au Conservatoire royal de Mons à quinze ans et y obtient un premier prix de solfège, de piano et d’analyse-écritures. Ensuite, il se consacre au contrepoint puis à la fugue au Koninklijk Conservatorium van Brussel, et obtient un master en Ecritures. Pendant cette formation, il étudie aussi la musicologie à l’Université Libre de Bruxelles et se spécialise dans les rapports sons/images.
En novembre 2001, il devient improvisateur à la Cinémathèque royale de Belgique où il acquiert une expérience d’accompagnement de plus de 500 films muets.
Président de la Société Belge d’Analyse Musicale entre janvier 2009 et mai 2016, il fonde notamment la Biennale d'analyse musicale en 2011. Il préside depuis 2015 le Forum des Compositeurs.
En 2020, Stéphane Orlando est le lauréat du Prix SABAM for Culture pour la création musicale contemporaine.