Stanislav Milota se narodil 9. března 1933 v Praze na Žižkově.
Od patnácti let působil jako osvětlovač, ostřič a asistent kamery ve Filmovém studiu Barrandov, kde se vyučil filmovým laborantem. Jako asistent kameramana spolupracoval například s kameramany Ferdinandem Pečenkou a Jaromírem Holpuchem.
Jako hlavní kameraman debutoval v roce 1963 filmem Jana Procházky a Ivo Nováka Na laně. Za vrchol jeho tvorby je považován film Spalovač mrtvol, stěžejní dílo československé kinematografie, kde Milota využil nestandardních záběrů a použitím černobílého materiálu dokreslil atmosféru filmu. Režisér filmu Juraj Herz i kameraman Stanislav Milota získali za tento film několik ocenění včetně mezinárodních.
V srpnu 1968 nasnímal Stanislav Milota záběry z okupace Prahy, z nichž Evald Schorm sestříhal středometrážní esej Zmatek. V lednu 1969 za podpory tehdejšího ředitele Filmového studia Barrandova Vlastimila Harnacha zdokumentoval atmosféru pohřbu Jana Palacha v devítiminutové tryzně Jan 69.
Byl jedním z prvním, kteří byli v rámci prověrek propuštěni z FSB, jako důvod byla uvedena ztráta důvěry, neboť natočením uvedených materiálů narušil socialistický společenský řád.
V roce 1977 byl se svou ženou, herečkou Vlastou Chramostovou jedním z prvních signatářů Charty 77. Společně se svou ženou, která měla také oficiální zákaz veřejného vystupování, se podílel na zrození fenoménu bytového divadla, jehož dvě inscenace Play Macbeth a Dávno, dávno již tomu- Zpráva o pohřbívání v Čechách zaznamenal na filmový materiál.
Po zvolení Václava Havla prezidentem republiky v prosinci 1989 pracoval jako vedoucí jeho sekretariátu. V letech 1994 - 1996 byl členem Rady Státního fondu ČR pro podporu a rozvoj české kinematografie, v letech 1997 - 2001 byl členem Rady pro rozhlasové a televizní vysílání.
Od roku 2001 je držitelem Ceny Františka Kriegla, která je udělována Nadací Charty 77 za mimořádné zásluhy v boji za lidská práva a občanské svobody, národní nezávislost, suverenitu a demokracii. Dále nositelem Čestné medaile TGM, v roce 2016 obdržel Stanislav Milota Českého lva za svůj dlouholetý umělecký přínos českému filmu.