В возрасте пяти лет Станислав Ростоцкий посмотрел фильм «Броненосец «Потёмкин» и «заболел» кинематографом. В 1936 году он встретился с режиссёром этого культового фильма Сергеем Эйзенштейном и исполнил небольшую роль в фильме «Бежин луг», который так и не был завершён. В 16 лет Станислав пришёл к Эйзенштейну со своим сценарием. Они много общались, и Эйзенштейн убедил Ростоцкого, что только начитанный, высокообразованный человек может стать режиссёром.
Поэтому в 1940 году по окончании школы Ростоцкий поступил в Московский институт философии и литературы, планируя затем пойти во ВГИК.
В мирное время будущий режиссёр числился нестроевым из-за болезни позвоночника. Однако в феврале 1942 года его призвали в армию. В качестве рядового Ростоцкий служил сначала в 46-й запасной стрелковой бригаде. В сентябре 1943 года «сбежал» на фронт. Служил в звании гвардии рядового, в должности фотокорреспондента в 6-м гвардейском кавалерийском корпусе. Участвовал в боях, пройдя путь от Вязьмы и Смоленска до Ровно, а корпус закончил войну в Праге.
11 февраля 1944 года получил тяжёлое ранение. Ростоцкий был спасён одним из проходивших мимо солдат. Затем фронтовая медсестра Анна Чугунова дотащила его до госпиталя. Именно ей Ростоцкий посвятил свой фильм «А зори здесь тихие». Потом были госпитали в Ровно и Москве, операции, пункции, перевязки. В августе 1944 года Ростоцкий вышел из госпиталей инвалидом второй группы. Из-за развившейся гангрены ему ампутировали ногу ниже колена, и всю оставшуюся жизнь он носил протез. При этом вёл активный образ жизни, и многие даже не догадывались о его травме. Ростоцкий отказывался ходить с палкой даже в конце жизни, когда испытывал особенно острые боли.
В сентябре 1944 года Станислав Ростоцкий поступил на режиссёрский факультет ВГИКа в мастерскую Григория Козинцева. Учился семь лет, поскольку одновременно с учёбой работал в картинах мастера на киностудии «Ленфильм». Когда учёба подошла к концу, Козинцев выделил его как режиссёра, готового сразу работать в художественном кинематографе. Тем не менее, дипломную картину «Пути-дороги» не выпустили на экраны по идейным соображениям, положив на полку. Она вышла только после XX съезда КПСС, когда её лично посмотрел и одобрил Никита Сергеевич Хрущёв.
В 1952 году Ростоцкий получил направление на Киностудию им. М. Горького, где проработал всю жизнь. Был автором и соавтором сценариев собственных фильмов.
Станислав Ростоцкий известен кинозрителям по фильмам «Дело было в Пенькове», «Майские звёзды», «На семи ветрах», «Герой нашего времени», «Доживём до понедельника», «А зори здесь тихие», «Белый Бим Чёрное ухо», «Эскадрон гусар летучих», «И на камнях растут деревья», которые вошли в золотой фонд отечественного кинематографа.
Фильм «Доживём до понедельника» положил начало новому для советского кинематографа направлению юношеского кино. Премьера фильма планировалась на Всесоюзном съезде учителей, и мало кто был уверен в успехе. Вопреки ожиданиям, кинокартину встретили с восторгом. В 1962 году лента получила Государственную премию СССР и стала обладателем приза Гран-при в рамках Московского международного кинофестиваля.
В фильме снималась жена режиссёра – актриса Нина Меньшикова.
«А зори здесь тихие» - одна из главных кинолент в фильмографии Станислава Ростоцкого. Фильм, снятый по повести Бориса Васильева, рассказывал о непростых судьбах юных девушек, столкнувшихся с суровыми реалиями войны. Их подвиг режиссёр описал в картине, которая сегодня считается классикой.
На создание фильма автора вдохновила и личная история. Ростоцкий посвятил фильм медсестре Анне, которая спасла его от гибели в одном из боев во время Великой Отечественной войны. Девушка буквально вынесла бойца из пекла. Судьба не пощадила спасительницу режиссёра. После войны Анна обзавелась семьей, всё складывалось удачно, но спустя время врачи обнаружили у женщины рак мозга. К финалу съёмок картины Анна уже потеряла зрение, и благодарный Ростоцкий привёз её на презентацию фильма и описывал происходящее на экране вслух.
Дважды фильмы Станислава Ростоцкого были номинированы на «Оскар» («А зори здесь тихие», «Белый Бим Чёрное ухо»). По опросам журнала «Советский экран», трижды его картины признавались лучшими фильмами года («А зори здесь тихие», «Доживём до понедельника», «Белый Бим Чёрное ухо»).
В 1989 году Ростоцкий снял свой последний фильм «Из жизни Фёдора Кузькина» по повести Бориса Можаева «Живой».
Помимо режиссуры Ростоцкий преподавал во ВГИКе. Был председателем жюри пяти Московских международных кинофестивалей. Опубликовал множество статей в журналах «Искусство кино», «Советский экран», в сборниках воспоминаний о Сергее Эйзенштейне, Григории Козинцеве, Андрее Москвине, Леониде Быкове.
До 1986 года входил в состав правления Союза кинематографистов СССР.
Станислав Ростоцкий увлекался рыбалкой, даже имел почётный знак «За развитие рыбного хозяйства России». Это увлечение он смог передать своему сыну Андрею Ростоцкому.
Умер Станислав Иосифович Ростоцкий 11 августа 2001 года. Причиной смерти стал сердечный приступ, настигнувший его за рулем автомобиля. Режиссёр ехал в Выборг, чтобы участвовать в кинофестивале «Окно в Европу».
Могила Станислава Иосифовича Ростоцкого находится на Ваганьковском кладбище. Там же похоронены его супруга и сын.