Один из наиболее уважаемых румынских богословов второй половины XX века. Пользовался непревзойдённым авторитетом на родине и за рубежом и именовался «патриархом румынского богословия».

С 1917 года обучался в конфессиональном гуманитарном лицее Андрея Шагуны. В 1922 г. — в Черновицком университете. Разочарованный качеством учебных пособий и методов преподавания, спустя год покинул университет. В 1923—1924 годах посещал курсы лекций на филологическом факультете Бухарестского университета. В 1927 году Д. Станилоэ окончил Черновицкий университет. Его выпускная работа была посвящена вопросу крещения детей.

После окончания аспирантуры в Афинах в 1928 г. Станилоэ защитил диссертацию в университете Черновцов на тему «Жизнь и труды Досифея Иерусалимского и его связи с румынскими властями». После защиты диссертации митрополичий центр в Сибиу предложил ему помощь для научных занятий в области византологии и догматики.

Станилоэ продолжил обучение в Мюнхене, где слушал лекции профессора Августа Гейзенберга. В 1929 году совершил поездки в Берлин и Париж для изучения работ святителя Григория Паламы в оригинале.

В 1931 году рукоположен в сан диакон, в 1932 году стал священником, в 1940 году — благочинным.

С начала 1934 г. Станилоэ был директором газеты «Telegraful Român» («Румынский телеграф»), а с 1936 до 1946 года — ректором Богословской академии в Сибиу. В 1947 году он перешёл на факультет теологии Бухарестского университета и возглавил кафедру эстетики и мистики. В 1949 году кафедра мистики была упразднена. Станилоэ продолжил преподавание в качестве профессора догматического богословия.

В 1958 г. члены группы «Неопалимая купина», требовавшие вывода советской армии из Румынии, к которой принадлежал Станилоэ, были арестованы и заключены в тюрьму. В 1961 г. Станилоэ подвергся новому уголовному преследованию, и в марте 1962 года снова был посажен в тюрьму.

В 1963 г., после освобождения из тюрьмы, стал работать в Священном Синоде Румынской Православной Церкви, а с октября вернулся к преподаванию.

В 1969 году читал лекции в Оксфордском университете, в 1982 года выступал с лекциями в Нью-Йорке, Бостоне, Детройте, Чикаго и Вашингтоне.