Ο Στυλιανός Μαυρομιχάλης γεννήθηκε το 1899 στη Μάνη και καταγόταν από την ιστορική οικογένεια των Μαυρομιχαλαίων. Ήταν ανιψιός του Κυριακούλη Μαυρομιχάλη, ο οποίος υπήρξε επίσης πρωθυπουργός.

Φοίτησε νομικά αρχικά στο Πανεπιστήμιο Αθηνών και συνέχισε τις σπουδές του σε Γερμανία και Ελβετία.

Το 1924 διορίστηκε έπειτα από διαγωνισμό πάρεδρος και το επόμενο έτος έγινε πρωτοδίκης. Το 1936 έγινε πρόεδρος πρωτοδικών και το 1939 εφέτης.

Το 1946 εισήλθε στον Άρειο Πάγο του οποίου διετέλεσε πρόεδρος από το 1963 ως το 1968. Το 1968 απομακρύνθηκε από τη θέση του στην οποία επανήλθε τιμητικά το 1974.

Στις 28/09/1963 σχημάτισε υπηρεσιακή κυβέρνηση, η οποία παρέμεινε μέχρι τις 08/11/1963, με σκοπό να οδηγήσει την χώρα στις εκλογές. Παράλληλα ανέλαβε και το υπουργείο Εσωτερικών.

Έγραψε πολλές νομικές μελέτες όπως: «Η υπό αίρεσιν καταγγελία της συμβάσεως», «Αποζημίωσις λόγω καταγγελίας της συμβάσεως», «Η ρήτρα πληρωμής είδος», «Το Άρθρο 63 του αστικού κώδικα» κ.ά.

Απεβίωσε στις 29/10/1981.