Stepan Mikoyan sinh ngày 12 tháng 7 năm 1922 tại Tbilisi trong gia đình nhà hoạt động quốc gia nổi tiếng của Liên Xô Anastas Mikoyan. Năm 1941, ông tốt nghiệp trường Hàng không Kachin và lập tức ra mặt trận chiến đấu.
Năm 1951, Mikoyan tốt nghiệp Học viện Kỹ thuật Không quân mang tên Zhukovsky. Hơn hai chục năm ông chuyên thử nghiệm các mẫu máy bay chiến đấu "MiG". Năm 1975, sau thành công tiến hành các bài kiểm tra trạng thái máy bay phản lực MiG-25, ông được trao tặng danh hiệu Anh hùng Liên Xô. Mikoyan liên tục bay cho đến năm 1978. Tổng cộng, ông đã điều khiển hơn một trăm khí cụ bay.
Stepan Mikoyan được tặng giải thưởng của Chính phủ Nga vì công lao đóng góp phát triển lực lượng Không quân của đất nước, Huân chương Lenin, Huân chương Cờ đỏ, Huân chương Chiến tranh Vệ quốc Vĩ đại hạng I, Huân chương Sao đỏ và nhiều huy chương, trong đó có huy chương "Vì công lao chiến đấu".