Stephan von Huene studierte Malerei, Zeichnung und Design am Chouinard Art Institute (Bachelor of Arts), sowie Kunst und Kunstgeschichte an der University of California, Los Angeles (Master of Arts). Seine ersten, abstrakt expressionistischen, später auch kollagierten Bilder entstanden Anfang der 1960er Jahre, zeitgleich auch Serien von vorwiegend figurativen Feder- und Bleistiftzeichnungen. Das Zeichnen als eine gleichermaßen spielerische wie zielgerichtete Form des Suchens war für ihn ein Leben lang essentieller Teil seiner Arbeit. Es diente der Selbstbeobachtung im Schaffensprozess ebenso wie der Ideenfindung und -manifestation. Das Phänomen des Lautmalerischen zeigt sich bereits in den frühen Bildern und Zeichnungen.

In den 1960er Jahren entstanden u. a. vom Surrealismus inspirierte Skulpturen aus Holz, Leder und anderen Materialien. Zwischen 1964 und 1970 konstruierte Stephan von Huene seine ersten Klangskulpturen, die auf Untersuchungen zur Akustik von Musikinstrumenten, mechanischen Klavieren (Playerpianos), Musikautomaten und Orgeln basierten und mit optoelektronischen Programmen (Lochstreifen) gesteuert wurden. Die Entwicklung elektronischer Programme wurde für die späteren Werke genutzt, bei denen die Beschäftigung mit der Kommunikationstheorie und ihrer Anwendung auf die künstlerische Arbeit eine Rolle spielte.

Von Huene war seit seinen Studententagen ein engagierter Lehrer, zu seinen Studentinnen und Studenten gehörten Mira Schor, Olav Westphalen und Thomas Zitzwitz. Er unterrichtete „sculpture“ am California Institute of the Arts von 1971 bis 1980, später in Europa auch Grundklassen im Zeichnen. In Karlsruhe baute er von 1992 bis 1997 an der Hochschule für Gestaltung im Fachbereich Medienkunst das „Low Fidelity Studio“ auf. 1977/78 war Stephan von Huene Stipendiat des Deutschen Akademischen Künstlerprogramms in Berlin, 1980 verlegte er sein Studio von Los Angeles nach Hamburg. 1991 war er im Rahmen des Scholar-Programms am Getty Research Institute in Santa Monica, 1997 als Gast in der Villa Aurora in Pacific Palisades.