Stefano Palombi nasce a Roma il 17 maggio 1977, dove consegue il diploma di maturità nel 1996 presso il liceo scientifico statale "A. Avogadro".
Tra il 1996 e 1999, sostiene7 esami con profitto alla facoltà di "Lettere e Filosofia" all'università La Sapienza di Roma.
Nel 1996 lavora come tecnico luci al Teatro Colosseo ed è l'assistente alla regia di F. Clemente nella realizzazione dello spettacolo teatrale "Doppio Match".
Nel 1997 realizza il disegno luci dello spettacolo teatrale "Autogestione" di A. Monti...visualizza tuttoi ed è l'aiuto regia di F.Clemente nella realizzazione dello spettacolo teatrale "Igl" in scena al Festival di Todi e al Teatro Due di Roma. Nello stesso anno collabora come fotografo free -lance, con la rivista mensile "Satellite".
Nel 1999 consegue il diploma di Direttore della Fotografia e Operatore di Macchina, presso la Nuova Università del Cinema e della Televisione, nel corso biennale tenuto da F. Di Giacomo e L.Verga.
Tra il 1999 e il 2001 si forma cinematograficamente come aiuto e assistente operatore di Luigi Verga e Tarek Ben Abdallah e ha la possibilità di lavorare con registi come: M.Ponzi, B.Gaudino, G.Mingozzi e C. Lizzani.
Nel luglio 2001 è con "Il cinema italiano a Genova" nel progetto di F. Maselli "Un Altro Mondo è Possibile", a Genova durante il G8, in cui è l'operatore di ripresa di F. Giraldi e F. Comencini.
Nel 2002 realizza una serie di documentari per RaiSat come direttore della fotografia e il suo primo lungometraggio "Medicina: I Misteri" per la regia di Franco Brocani.
Nel 2003 tiene un seminario sulle tecnologie di ripresa digitale, all'interno del "Corso Media della Comunità Europea" realizzato dagli Studios De Paolis di Roma e realizza il suo secondo lungometraggio "Due Volte Natale" per la regia di Marco Falaguasta.
Nel luglio 2004 realizza il disegno luci della sfilata dello stilista Alessandro Consiglio nella manifestazione AltaRomaAltaModa.
Come direttore della fotografia dal 2002 a oggi realizza numerosi cortometraggi, spot e videoclip musicali.
Dal 2005 tiene il corso: "La fotografia cinematografica e le nuove tecnologie digitali", patrocinato dal comune di Falconara e dalla regione Marche.
Dal 2006 è responsabile del laboratorio di "VideoMaking" all'interno del progetto di Vittorio Nocenzi "MusicOrienta" patrocinato dalla provincia di Roma e in collaborazione con l'Università "La Sapienza" e "Roma Tre".