Stephan Mai wurde 1953 in Leipzig geboren. Seine Violinausbildung begann 1962 und führte ihn zum Studium an der Hochschule für Musik in Leipzig. Nach dem Examen 1976 wurde er Mitglied des Rundfunk-Sinfonieorchesters Berlin sowie des Kammerorchesters Berlin.
Darüber hinaus engagierte sich Stephan Mai in Berlin für den Aufbau eines Ensembles, das sich mit zunächst modernem Instrumentarium der historischen Aufführungspraxis widmete. Daraus ging 1982 die Gründung der Akademie für Alte Musik Berlin hervor, der Stephan Mai seither als Konzertmeister angehört. Mit dem Orchester gastierte Stephan Mai bereits 1986 bei den vom Westdeutschen Rundfunk veranstalteten Tagen Alter Musik in Herne. Tourneen und Festivalauftritte führten bald über die Grenzen Europas hinaus, heute präsentiert sich das Ensemble in vielen Ländern der USA, Asiens und Südamerikas sowie in zahlreichen Rundfunkaufnahmen und CD-Produktionen. 2011 erschien die Aufnahme von Johann Sebastian Bachs „Kunst der Fuge“, die Stephan Mai als Konzertmeister leitete.
Lehraufträge an der Hochschule für Musik in Leipzig und der Hochschule für Musik Hanns Eisler in Berlin begleiteten seit 1991 Stephan Mais künstlerische und solistische Tätigkeiten. Seine Erfahrungen mit der historischen Aufführungspraxis gibt er inzwischen vermehrt an kammermusikalische Ensembles weiter, die – zuweilen auch auf modernen Instrumenten – die Musik des 18. und beginnenden 19. Jahrhundert pflegen.