Po święceniach kapłańskich, które otrzymał w 1963 roku z rąk arcybiskupa krakowskiego Karola Wojtyły, został wikariuszem parafii w Makowie Podhalańskim. Od 1966 roku był kapelanem Karola Wojtyły. W 1978 roku obronił pracę doktorską na Papieskim Wydziale Teologicznym w Krakowie.
Po wyborze na papieża Jan Paweł II powołał go na swego osobistego sekretarza. W 1996 roku Jan Paweł II mianował go tzw. infułatem numerowanym, jednym z siedmiu uprawnionych do stwierdzania autentyczności podpisu papieża. Wkrótce Stanisław Dziwisz został kanonikiem generalnym Kapituły Metropolitalnej w Krakowie, a w 1998 r. otrzymał z rąk papieża sakrę biskupią.
Został też biskupem tytularnym San Leone we włoskiej Kalabrii (bez przydziału konkretnej diecezji) oraz drugim prefektem Domu Papieskiego, odpowiedzialnym za przygotowywanie spotkań i audiencji papieża. W 2003 roku papież mianował go arcybiskupem.
Pozostając u boku Jana Pawła II przez ponad 26 lat pontyfikatu, abp Dziwisz stał się też jego "aniołem stróżem". "Góral obdarzony zdrowym rozsądkiem i rzadkimi umiejętnościami" - jak mówili o nim przyjaciele z Domu Papieskiego - zareagował jak zawodowy ratownik, gdy papież został ciężko ranny 13 maja 1981 roku w zamachu na Placu Św. Piotra. Lekarze w słynnej klinice Gemelli, dokąd ks. Dziwisz przytomnie kazał zawieźć ciężko rannego papieża, zgodnie stwierdzili, że Ojca Świętego uratowała zimna krew i umiejętności jego sekretarza.
Jako arcybiskup-sekretarz papieża i drugi Prefekt Domu Papieskiego, Dziwisz był też jednym z najbliższych doradców Jana Pawła II w trakcie organizowania obchodów Wielkiego Jubileuszu.
Był powiernikiem, doradcą i przyjacielem papieża, a w latach jego ciężkiej choroby - również opiekunem.
2 czerwca 2005 r. został mianowany przez następcę Jana Pawła II, papieża Benedykta XVI metropolitą krakowskim, a 27 sierpnia 2005 roku przejął obowiązki metropolity krakowskiego.

Od 14 marca 2007 członek Rady Stałej Konferencji Episkopatu Polski. Jest Wielkim Kanclerzem Papieskiej Akademii Teologicznej w Krakowie. W styczniu 2007 ukazała się jego książka opisująca wspomnienia dotyczące życia i pracy Jana Pawła II pt. Świadectwo.

ukończył Wyższe Seminarium Duchowne w Krakowie, doktorat z teologii na Papieskim Wydziale Teologicznym w Krakowie

"Dotknąłem tej tajemnicy - wspomnienia o zamachu na Jana Pawła II ";
współredagował kolejne tomy papieskich tekstów wydawanych w języku polskim przez Libreria Editrice Vaticana.

1998 r. - Orderem Wyzwolenia im. św. Marcina (odznaczenie rządu Argentyny)
medal Bene merenti Papieskiej Akademii Teologicznej w Krakowie
tytułem doktora honoris causa Katolickiego Uniwersytetu Lubelskiego
2001 – doktor honoris causa Katolickiego Uniwersytetu Lubelskiego
2005 – Człowiek Roku Tygodnika Solidarność
2006 – doktor honoris causa Akademii Pedagogicznej w Krakowie
2006 – honorowe obywatelstwo Nowego Targu
2007 – Człowiek Roku 2006 Federacji Regionalnych Związków Gmin i Powiatów RP (wspólnie z prezydentem Lechem Kaczyńskim)
medal Bene merenti Papieskiej Akademii Teologicznej w Krakowie
2007 – doktor honoris causa hiszpańskiego Uniwersytetu w Barcelonie (Universitat Abat Oliba CEU)
2008 - honorowe obywatelstwo miasta Opoczno