Klaus-Dieter Stephan wurde 1935 in Halle an der Saale geboren. Nach dem Abitur begann er sein Musikstudium mit dem Hauptfach Dirigieren an den Musikhochschulen Halle und Leipzig bei Franz Jung und Heinz Rögner. Sein erstes Engagement erhielt er als Solorepetitor mit Dirigentenverpflichtung an den Städtischen Bühnen Quedlinburg und war ab 1960 an der Staatsoper Dresden als Solorepetitor mit Dirigierverpflichtung, Studienleiter und Bühnen-Kapellmeister engagiert. Gleichzeitig war er als Honorardozent an der Hochschule für Musik Carl Maria von Weber in den Abteilungen Korrepetition und Orchester angestellt.
Von 1973 bis 1990 dirigierte er das Dresdner Jugendsinfonieorchester. Als Liedbegleiter trat er in Konzerten im In- und Ausland auf. Die Leitung des Orchesters des Mozart-Vereins übernahm er in dessen 100. Gründungsjahr 1996. Kapellmeister Klaus-Dieter Stephan verstarb am 9. März 2026.