Stéphane Gilbert est titulaire d’un baccalauréat en biochimie de l’Université Laval (1994). Il a complété un doctorat, avec mention d’honneur, en biologie cellulaire et moléculaire à l’Université Laval (2000) et par la suite deux années d’études postdoctorales en biologie cellulaire et moléculaire à l’Hôtel-Dieu de Québec (2000-2002).

Dans le cadre de ses études doctorales, il a obtenu une bourse du Conseil de recherches médicales (CRM) — devenu maintenant l’Institut de recherche en santé du Canada (IRSC) — pour poursuivre des études dans le laboratoire d’oncologie moléculaire du Dr Luc Bélanger au centre de recherche en cancérologie de l’Université Laval. Il a également reçu une bourse d’excellence de la faculté des études supérieures de l’Université Laval. Ses travaux portaient sur des facteurs de transcription impliqués dans la régulation de gènes humains lors de la différenciation hépatique, ainsi que dans la régulation de la réplication du virus de l’hépatite B. Dans le cadre de ses études postdoctorales, il a entrepris des travaux dans le laboratoire du Dr Normand Marceau à l’Hôtel-Dieu de Québec où il a par la suite commencé une carrière de professionnel de recherche et de chef de projets. Il a supervisé et codirigé les travaux d’étudiants gradués portant, entre autres, sur le rôle des kératines dans l’apoptose hépatique. À ce jour, il compte plusieurs communications et articles scientifiques publiés dans des journaux révisés par les pairs. Il a aussi effectué la rédaction d’un livre sur les filaments intermédiaires et a participé à la rédaction de plusieurs chapitres de livre et demandes de subvention.

C’est en 2016 que monsieur Gilbert devient professionnel scientifique en santé à l’INESSS, au sein de la Direction du médicament et en 2021 comme coordonnateur scientifique occasionnel en santé à l'unité d''évaluation des modes d'intervention en santé et soins de fin de vie à la Direction de l'évaluation et de la pertinence des modes d'intervention en santé. Il devient adjoint de direction en septembre 2024.