Nel corso della sua carriera ha ricevuto 2 nomination al David di Donatello, 2 nomination al Nastro d'Argento 1 vittoria, 2 nomination al Globo d'Oro 1 vittoria, 2 nomination al Roma Fiction Fest 2 vittorie.
Nata a Torino il 24 aprile 1971, si trasferisce a Roma per frequentare i corsi di recitazione di Beatrice Bracco e successivamente ilCentro Sperimentale di Cinematografia. In seguito va a New York, frequenta l'Actor's Studio.
Gli anni Novanta
Nel 1994 debutta nel cinema con il cortometraggio , seguito nel 1995 da Palermo Milano solo andata. Il successo arriva con la parte di Naima, l'esperta di hardware di ( 1997). .
Nel 1998 è protagonista del film , nel quale interpreta una giovane donna che si appassiona al sesso virtuale on line, in piena era del boom di Internet: il film non viene accolto con critiche esaltanti, ma la performance di Stefania Rocca è molto apprezzata ed ottiene un buon riscontro di pubblico.. Nello stesso anno partecipa al programma televisivo di Alessandro Baricco e Gabriele Vacis, in onda per due puntate (21 e 28 dicembre) su Raidue.
Nel 1999 recita una parte nel film Il talento di Mr. Ripley.
Gli anni 2000
Nel 2000 è protagonista, insieme ad Alessia Merz e Flavia Vento, degli spot per la campagna di privatizzazione dell' ENEL ed è nel cast di Pene d'amor perdute. Nel 2002 recita nel film . Il film ottiene consensi di critica e pubblico. Nel 2002 è inoltre al fianco di Fabio Volo in . La pellicola è accolta con particolare entusiasmo da parte del pubblico. Nel 2004 recita ne di Dario Argento e ne L'amore è eterno finché dura. Nel 2005 è nel cast de La bestia nel cuore. Il film riceve diversi premi e nomination, tra cui una nomination al David di Donatello a Stefania Rocca come miglior attrice non protagonista. Nel 2006 torna infine a lavorare con Alessandro D'Alatri in Commediasexi. Nel 2007 è nel cast di e tra il 2008 e il 2009 è protagonista insieme ad Emilio Solfrizzi della serie tv Tutti pazzi per amore, in cui interpreta il ruolo di Laura Del Fiore.
Nel 2011 è protagonista della fiction televisiva RAI Edda Ciano e il comunista, insieme ad Alessandro Preziosi e nel 2012 è uno dei personaggi principali di Una grande famiglia, serie televisiva di Rai 1, dove interpreta Chiara, a fianco di Stefania Sandrelli, Gianni Cabina e Alessandro Gassmann. Nel 2013 torna al cinema con la pellicola Il terzo tempo diretta da Enrico Maria Artale, e nello stesso torna in TV con la seconda stagione di Una grande famiglia e a fianco di Luca Zingaretti in Adriano Olivetti - La forza di un sogno.
Nel 2014 prende parte al film Scuasate se esisto con Raoul Bova e Paola Cortellesi, mentre l'anno dopo torna a interpretare Chiara nella terza serie di Una grande famiglia sempre su Rai 1.
Vita privata
Sorella di Silvia Rocca, dopo aver vissuto a Parigi, si trasferisce a Milano. Dal 2005 è compagna dell'imprenditore Carlo Capasa da cui ha avuto due figli: Leone Ariele, nato nel 2007 e Zeno nato nel 2010.
Pacman
Nostradamus
Magical Cat Adventure
Snake