Święcenia kapłańskie przyjął 10 czerwca 1962 w Lublinie. W latach 1962-64 oraz 1968-69 pracował jako wikary w Zamościu, Lublinie i Hrubieszowie, a także jako nauczyciel religii. Od 1969 roku był pracownikiem naukowo-dydaktycznym na KUL, gdzie w latach 1988-89 pełnił funkcję prorektorem, a od 1989 do 1998 r. rektora uczelni. W 1991 r. został ojcem synodalnym Nadzwyczajnego Synodu Biskupów Europy w Rzymie. Od 1996 roku pełnił funkcję konsultora w Radzie Naukowej Konferencji Episkopatu Polski. 24 maja 1999 r. papież Jan Paweł II mianował go biskupem diecezji płockiej. W marcu 2002 r. został członkiem Zespołu ds. Duszpasterskiej Troski o Radio Maryja. W 2004 roku bp Wielgus został współprzewodniczącym Komisji Wspólnej Rządu i Episkopatu. 6 grudnia 2006 r. papież Benedykt XVI mianował go na nowego arcybiskupa metropolitę warszawskiego, którego zawołaniem jest "Odwiecznej Mądrości i Miłości" a herbem - księga i wiązka zboża.

"Gazeta Polska" napisała w grudniu 2006 roku, że abp Wielgus współpracował ze służbami specjalnymi PRL przez ponad 20 lat: od końca lat 60. do stycznia 1990 r. Arcybiskup temu zaprzeczył, a w wywiadzie dla "Gazety Wyborczej" powiedział, że kontakty ze służbami miał, ale w związku ze swoimi wyjazdami zagranicznymi. W styczniu 2007 roku Kościelna Komisja Historyczna stwierdziła jednak, że istnieją liczne, istotne dokumenty potwierdzające gotowość świadomej i tajnej współpracy ks. Stanisława Wielgusa z organami bezpieczeństwa PRL oraz to, że została ona podjęta.

5 stycznia 2006 roku abp Stanisław Wielgus przejął powierzoną mu archidiecezję warszawską. Dwa dni później, tuż przed ingresem, zrezygnował jednak z urzędu metropolity warszawskiego, a papież Benedykt XVI przyjął jego rezygnację.

Ukończył teologię i filozofię na Katolickim Uniwersytecie Lubelskim oraz filozofię na Uniwersytecie Monachijskim. W 1972 r. został doktorem filozofii na KUL.

Stanisław Wielgus jest autorem ponad 300 publikacji naukowych i ok. 400 artykułów, m.in.:

* "Badania nad Biblią w starożytności i średniowieczu",
* "Obca literatura biblijna w średniowiecznej Polsce",
* "Z badań nad średniowieczem"
* "Średniowieczna łacińskojęzyczna biblistyka polska".

Jest również promotorem wielu prac doktorskich i magisterskich.

* 2008 - otrzymał Nagrodę im. Księdza Idziego Radziszewskiego za rok 2007
* Krzyż Oficerski Orderu Odrodzenia Polski
* Nagroda Ministra Edukacji Narodowej
* Odznaczenie Lubelskiego Towarzystwa Naukowego "Resolutio Pro Laude"
* Nagroda Marszałka Województwa Mazowieckiego
* Krzyż Żołnierza-Górnika
* Nagroda im. Wł. Pietrzaka