Titulaire d’un diplôme d'études approfondies (DEA), Stéphane Hardouin est auditeur de justice à l'École nationale de la magistrature (ENM) de 1997 à 1999. À l'issue de sa formation, il devient substitut du procureur de la République près le tribunal de grande instance (TGI) de Pontoise (Oise) avant d'occuper le poste de substitut à l'administration centrale du ministère de la justice en 2002. En 2005, il est nommé substitut du procureur de la République puis, en 2007, vice-procureur de la République près le TGI de Paris. Il retourne au ministère de la justice en 2008 en tant que premier substitut à l'administration centrale puis, à partir de 2009, directeur de projet, chargé du pilotage et du déploiement de la chaîne applicative supportant le système d’information orienté procédure pénale et enfants (CASSIOPÉE).

En 2011, il est nommé directeur de l’École nationale des greffes (ENG) puis, en 2014, procureur de la République près le TGI de Compiègne (Oise). Il occupe ensuite le poste de sous-directeur de la justice pénale spécialisée à la direction des affaires criminelles et des grâces (DACG) à partir de juin 2016. Par arrêté du 19 mai 2017, il est nommé directeur adjoint du cabinet de François Bayrou, garde des Sceaux, ministre de la Justice.