En Formule 1, Stéphane Sarrazin était très souvent dans l'ombre, en tant que pilote-essayeur. Pourtant, il avait les atouts pour briller.

Son père écumait les spéciales de rallyes. C'est ainsi que la passion du pilotage automobile est née pour lui, avec des débuts en karting. Il y dispute cinq saisons, ponctuées par l'obtention de deux titres nationaux. Il passe aux monoplaces et, après quelques années difficiles, Stéphane parvient à courir en Formule 3 avec l'écurie LD Autosport en 1997. Il remporte trois courses et termine vice-champion de France de F3. En 1998, il passe à la F3000 avec l'écurie Apomatox, équipe liée à Prost GP, et étonne en remportant la victoire lors de sa première participation à Oschersleben. Il termine également à la deuxième place en Hongrie.

Engagé par l'écurie Prost en tant que pilote-essayeur, Stéphane participe à son unique Grand Prix en remplaçant Luca Badoer chez Minardi au Brésil. Il parvient à se qualifier à la dix-huitième place, devant son coéquipier Marc Gené. Lors de la course, il sort de la piste au deuxième tour, puis parvient à remonter jusqu'à la onzième place. Au 33e tour, sa voiture refuse de tourner et finit par heurter un mur de pneus, puis revient en piste en faisant une dizaine de tours sur elle-même. Le Français sort de sa voiture avec un beau tournis, mais il est complètement indemne.

Il court également en F3000 et termine troisième à Hockenheim, puis remporte une nouvelle victoire en Hongrie. Il termine la saison à la quatrième place du championnat. Il court d'autres courses de F3000 en 2000 et 2001 avec l'écurie Prost junior, terminant troisième à Monaco en 2001. A la fin de la saison, l'écurie est mise en liquidation judiciaire et Stéphane perd son volant. Au cours de la même saison 2001, Stéphane fait ses débuts en rallye au rallye du Var, qu'il remporte à la surprise générale au volant d'une Mitsubishi.

En 2002, alors que l'écurie Toyota s'apprête à faire son entrée dans le grand cirque de la Formule 1, Stéphane est engagé comme pilote-essayeur officiel. La même année, lors des 24 Heures du Mans, il se classe deuxième sur la grille de départ avec la Dallara de l'équipe Oreca, au milieu des Audi R8 habituellement dominatrices dans cette épreuve. En 2003, il abandonne la F1 pour le championnat World Series by Nissan. Dans une compétition dominée par son compatriote Franck Montagny, il remporte la deuxième manche à Monza avec l'équipe Racing Engineering. Il dispute encore les 24 Heures du Mans pour Pescarolo Sport et termine l'épreuve à la huitième place. En 2004, il remporte le Défi Subaru FFSA et devient pilote de rallye. Et pour sa première saison, il décroche le titre de champion de France ! Il participe également épisodiquement au championnat du monde, le WRC, et décroche une quatrième place au rallye de Catalogne.

Pour la saison 2005, Sarrazin obtient un contrat chez Prodrive afin de disputer huit manches du championnat du monde des rallyes sur Subaru. Il ne marque que deux fois dans les points, en Allemagne et en Corse, ce qui est légèrement décevant. Comme d'habitude, Stéphane ne limite pas sa saison à une seule discipline. Il fait ainsi son retour en endurance avec l'équipe Aston Martin, et termine neuvième des 24 Heures du Mans, deuxième de la catégorie GT1.

En 2006, Stéphane mène de front le championnat du monde des rallyes avec Subaru et l'American Le Mans Series avec Aston Martin. Son programme en WRC est toutefois très restreint, avec seulement quatre épreuves, et d'ailleurs, à l'issue de cette saison, Stéphane abandonne le rallye. En revanche, il termine deuxième de l'ALMS avec trois victoires. Aux 24 Heures du Mans, associé à Pedro Lamy et Stéphane Ortelli, il mène longtemps l'épreuve en catégorie GT1 avant que des problèmes mécaniques ne le fassent rétrograder dans le classement. Il termine dixième au classement général, quatrième en GT1.

En 2007, Sarrazin quitte Aston Martin pour Peugeot, qui fait son retour en endurance dans la catégorie LMP1 avec une voiture à moteur diesel : la 908. En Le Mans Séries, avec Pedro Lamy comme équipier, il remporte les 1 000 kilomètres de Valence, de Spa et du Nürburgring, ce qui lui permet de s'adjuger le titre en catégorie LMP1. Au Mans, associé à Lamy et Sébastien Bourdais, il part en pole position, mais échoue à la deuxième place derrière l'intouchable Audi R10.

Pour 2008, le duo Lamy-Sarrazin tente de conserver son titre dans les Le Mans Series. L'équipage remporte les 1 000 km de Monza et du Nürburgring, mais connaît aussi des problèmes techniques au cours de la saison. Ils finissent finalement quatrième du championnat. Lors des 24 Heures du Mans, Sarrazin est associé à Lamy et à Alexander Wurz. Son équipage est l'un des favoris de l'épreuve puisqu'il signe la pole position, la deuxième consécutive pour Sarrazin. Malheureusement, cette épreuve est décevante pour le Français qui termine à la cinquième place après avoir rencontré de nombreux problèmes mécaniques.

En 2009, Stéphane Sarrazin entame sa troisième saison avec Peugeot. Au début de l'année, il dispute le Rallye de Monte-Carlo et termine troisième au volant d'une Peugeot 207. Il court ensuite les 12 Heures de Sebring avec Franck Montagny et Sébastien Bourdais, et termine deuxième derrière l'Audi victorieuse de Capello, McNish et Kristensen. Au Mans, avec la même équipe, il signe sa troisième pole position consécutive, qu'il espère enfin concrétiser. Et Peugeot remporte effectivement les 24 heures, mais avec l'équipage Gené-Brabham-Wurz... Les trois Français se contentent de la deuxième place.

Pour 2010, Sarrazin poursuit sa quête éternelle de la victoire au Mans avec la marque sochalienne. Auparavant, il obtient une quatrième place au Rallye de Monte-Carlo. Pour les 24 Heures, il compose un équipage tricolore avec Nicolas Minassian et Franck Montagny. Après seize heures de course, sa voiture se retrouve en tête, profitant des ennuis des autres 908. Sa première victoire semble proche quand l'impensable survient : une casse spectaculaire du moteur Peugeot... Audi en sort gagnant d'un nouveau succès, tandis que Sarrazin essuie un énième échec.