Stefanie Bieker absolvierte eine Ausbildung zur Theaterschneiderin am Residenztheater München; ihr Studium an der Fachhochschule für Gestaltung in Hamburg schloss sie als Gewandmeisterin ab. Sie arbeitete an Edgar Reitz' monumentalem Filmprojekt "Die zweite Heimat" (1988-1992) als Garderobiere mit; seit 1994 ist Bieker als Kostümbildnerin bevorzugt bei Fernsehspielen und Kinofilmen tätig. So wirkte sie unter anderem an Dieter Wedels "Die Affäre Semmeling" (TV, 2002), Markus Imbodens "Der Mörder ist unter uns" (TV, 2003), am Kinodrama "Der Architekt" von Ina Weisse und am vielfach ausgezeichneten Fernsehkrimi "Mörder auf Amrum" (2009) mit. Auch für mehrere Folgen der "Bella Block"-Reihe und einige "Tatort" entwarf sie die Kostüme.

Ihre Arbeit für "Lore" (2012, Regie: Cate Shortland) brachte ihr eine Nominierung für den Deutschen Filmpreis 2013 in der Kategorie "Bestes Kostümbild" ein. Für die oscarnominierte dänisch-deutsche Koproduktion "Unter dem Sand – Das Versprechen der Freiheit" (Regie: Martin Zandvliet), die am Ende des Zweiten Weltkriegs spielt, wurde Stefanie Biekers Kostümdesign mit dem Europäischen Filmpreis 2016 ausgezeichnet.

Stefanie Bieker lebt in Hamburg.