Après des études d'électronique, Stéphane Brizé tâte du théâtre. Puis il se tourne vers la réalisation, avec les courts métrages BLEU DOMMAGE (1993), qu'il interprète, et L'ŒIL QUI TRAÎNE (1996), coécrit et interprété par Florence Vignon, qui attirent l'attention. Il dirige aussi le clip d'une chanson de Peter Kröner, et s'attaque à son premier long métrage, toujours en duo d'écriture avec Florence Vignon.

C'est LE BLEU DES VILLES (1999), chronique de bilan de vie d'une pervenche provinciale, avec Mathilde Seigner en présentatrice météo, Antoine Chappey et Florence Vignon, qui visite la Quinzaine des Réalisateurs cannoise. Six ans plus tard, le réalisateur fait mouche avec JE NE SUIS PAS LÀ POUR ÊTRE AIMÉ (2005), nouveau statuquo existentiel, avec un cinquantenaire fatigué qui se met au tango, porté par Patrick Chesnais, Anne Consigny et Georges Wilson.

Redynamisé, Stéphane Brizé enchaîne avec la ronde chorale et sentimentale ENTRE ADULTES (2006), qui emballe Claude Lelouch producteur, puis adapte avec Florence Vignon un roman d'Eric Holder, pour la rencontre amoureuse MADEMOISELLE CHAMBON (2009), qui signe les retrouvailles filmiques de Sandrine Kiberlain et Vincent Lindon, entourés d'Aure Atika.

Le réalisateur dirige aussi le documentaire LE BEL INSTANT (2004) et le court métrage UNE VIE DE RÊVES (2005), et coécrit le court de Florence Vignon, LE PREMIER PAS (1999), tout comme il tâte de la comédie, comme interprète des productions Magouric, dans le court métrage ADA SAIT PAS DIRE NON de Luc Pagès (1995), les longs AU PETIT MARGUERY de Laurent Bénégui (1995) et NOS VIES HEUREUSES de Jacques Maillot (1999), mais aussi dans un second rôle du NOUVEAU PROTOCOLE de Thomas Vincent (2008).