Nació el 8 de abril de 1988 en Lima y es hija de Mario Alberto Cayo Quintana y Ana Cecilia Sanguinetti Bernales. Es hermana de las actrices Fiorella y Bárbara Cayo. Estudió en Lima en el Colegio FAP José Quiñones de La Molina. Realizó sus primeras apariciones en spots publicitarios de televisión desde niña y a los 10 años de edad, debutó como actriz en la telenovela Travesuras del corazón

modelo, cantante y bailarina peruana. Se hizo conocida por el rol protagónico de Paloma Velacochea en la telenovela juvenil Besos robados (2004). Es conocida en Colombia por participar en producciones como La marca del deseo, Doña Bella, El secretario y luego protagonizó La hipocondríaca.
Stephanie Cayo estuvo casada con el estadounidense Chad Champbell desde 2018 hasta 2021. Stephanie Cayo mantuvo una relación sentimental con el actor y modelo español Maxi Iglesias. En marzo de 2026 se hizo pública su relación amorosa con el cantante y compositor español Alejandro Sanz durante un concierto en Guayaquil, Ecuador
