Fondator al școlii române de virusologie, Ștefan S. Nicolau s-a născut pe 15 februarie 1896, la București.
În anul 1925, și-a luat doctoratul în științe medicale, la Universitatea din Paris. S-a format la Școala lui Constantin Levaditi și la Institutul "Pasteur" din Paris. În perioada 1926-1929, a fost asistent și șef de laborator la Institutul "Pasteur", iar în 1927 a devenit șef de laborator la Institutul Național de Cercetări Medicale din Londra. În 1939 a revenit în țară, iar în 1942 a înființat, la București, Institutul de Inframicrobiologie - al doilea de acest fel din lume, pe care l-a condus până la sfârșitul vieții.
Ștefan S. Nicolau a contribuit la punerea bazelor școlii române de virusologie, la evidențierea unor fenomene fundamentale din virusologie, s-a preocupat de etilogia leucemiei umane și a introdus noțiunea de "intravirus", fiind astfel unul dintre promotorii concepției referitoare la originea virală a cancerului. A fost unul dintre primii observatori ai fenomenului de interferență virală, observațiile sale fiind reunite sub termenul de "paraimunitate".
A elaborat, singur sau în colaborare, trei concepte teoretice originale: pluralitatea hepatitelor virale, conceptul de "intravirus" și teoria virusului "oncogen". Dintre lucrările sale menționăm: "Recherches biochimiques sur le mecanisme d’action du bismuth dans les spirilloses et les trypanosomiases", "Hepatitele inframicrobiene", "Cancer și virusuri". A mai publicat lucrări originale despre herpes, turbare, febra aftoasă, febra galbenă, hepatitele virale.
I-au fost decernate: Marele Premiu al Centenarului Pasteur, Premiul "Victor Babeș" al Academiei Române, premiile "Bellion", "Breant" și "Montyon" ale Academiei de Științe din Paris.
În 1946, a fost ales membru corespondent, apoi, în 1948, membru titular al Academiei Române. A mai fost membru al Academiei de Medicină din București, al Academiei de Științe Medicale din Moscova, al Societății de Biologie din Paris, al Societății Franceze de Hematologie, al Societății de Patologie Exotică, al Societății Franceze de Chimioterapie și Serologie, al Asociației Microbiologilor de Limbă Franceză, al Societății de Serologie Aplicată și Sifilografie. A fost și expert în virusologie al Organizației Mondiale a Sănătății.
A încetat din viaţă pe 15 octombrie 1967, la Bucureşti.
În prezent, Institutul de Virusologie al Academiei Române îi poartă numele.