Stefano Pesce si diploma alla Civica Scuola di Arte drammatica di Milano nel ’96, debutta a teatro con Gabriele Vacis, (La Rosa Tatuata di T. Williams) e con Gigi Dall’aglio (Terrore e Miseria del Terzo Reich di B. Brecht).
Nel ‘98 con il Teatro Argentina di Roma partecipa alla tournée internazionale di Questa Sera Si Recita A Soggetto diretto da L. Ronconi. Nel 2001 partecipa al Macbeth di M. Bellocchio. È protagonista del film di Luciano Ligabue Da Zero a Dieci (premio Giffoni 2002), che viene presentato al festival di Cannes nel 2002, e nel film di Carlo Verdone Ma Che Colpa Abbiamo Noi (premio Astro 2003).
Negli anni successivi è protagonista in numerose serie televisive di successo RAI tra cui Sospetti e Il Commissario De Luca e MEDIASET tra cui Ris (2005/06/07) e Distretto di Polizia (2004/09), ma non abbandona il suo primo amore: il teatro classico. Nel 2008 è stato in scena con Orfani d’Agosto (prima nazionale) del premio oscar John Guare e Girotondo di A. Schnitzler (2010). Interpreta Caligola nello spettacolo inaugurale del Meeting di Rimini 2010.
Recentemente è tra i protagonisti della serie Tv Il XIII Apostolo (2013/14), della commedia cinematografica Leoni e della web serie Genitori-VS-Figli. Nel 2014/15 partecipa allo spettacolo Servo Per Due di Sassanelli-Favino. Crisi – La Pratica è Perfetta è il suo primo testo teatrale scritto ed interpretato.