Fils du journaliste radio Jacques Paoli, Stéphane Paoli débute sa carrière en 1969. Pendant de nombreuses années, il travaille pour Europe 1 avant de rejoindre France Inter en 1994.

Journaliste salué et reconnu pour son professionnalisme et son exigence, Stéphane Paoli est une des grandes voix d’Inter. Il fut lechef d’orchestre des matinales de France Inter jusqu’en 2006, où il est victime d'un accident vasculaire cérébral et quitte momentanément l'antenne. Il décide alors de ne plus présenter l'émission matinale et prend en charge à partir de la rentrée 2006 une émission politique hebdomadaire le lundi à 19h20.De 2006 à 2008 il anima le grand rendez-vous politique hebdomadaire « Le franc-parler », ainsi que « Baobab ». De 2007 à 2010, il a présenté les matinales du week-end avec Sandra Freeman.

Depuis septembre 2010, il présente 3D, le journal le dimanche midi sur France Inter