Стоян Василев е роден на 16 април 1904 година в град Пазарджик. През 1927 година завършва живопис в Художествената академия в София, където е ученик в класа на професор Цено Тодоров. Той работи в областта на пейзажа и предпочита да изобразява сюжети от Търново.
От 1935 до 1946 година живее, твори и работи като учител в Мъжката гимназия във Велико Търново „Св. Кирил”. Стоян Василев е дългогодишен преподавател по живопис в Търновския университет “Св. Кирил и Методий” и е член на Дружеството „Дом за изкуство и просвета”.
През 1937 година преминава специализация в Германия, където запознава с новостите в обучението по предмета „рисуване” в училищата. Стоян Василев се пенсионира като учител през 1954 година. През 1963 година е един от инициаторите за създаване на самостоятелна художествена сбирка към тогавашния Народен музей в Пазарджик и дарява собствени творби.
Той почива в София на 23 март 1977 година.
Стоян Василев е член на Дружеството за съвременно изкуство и Съюза на българските художници. Той има 32 самостоятелни изложби в България и 3 в Хамбург, Берлин и Франкфурт на Майн и е участвал в ОХИ, излагайки както в България, така и в чужбина.
В момента Художествена галерия „Станислав Доспевски” притежава най-голямата колекция от творби на художника - 2754 живописни творби: маслени, пастел и акварел, както и 140 албума с рисунки. Според завещанието на Стоян Василев книгите му са собственост на Читалище „Христо Ботев”, а личният му архив е в ТД „Държавен архив” - Пазарджик.
Той е награден с орден "Кирил и Методий" II степен и произведенията му се намират в много музеи и частни колекции в България и по целия свят.
