Ο Σταύρος Ξαρχάκος γεννήθηκε στην Αθήνα στις 14 Μαρτίου του 1939. Σπούδασε μουσική στο Ωδείο Αθηνών, στο Παρίσι και στο Julliard School of Music της Νέας Υόρκης.
Το 1963 γράφει μια σπουδαία μουσική για την ταινία του Βασίλη Γεωργιάδη «Κόκκινα Φανάρια», γεγονός που αποδεικνύει πόση επίδραση έχει η μαγεία της εικόνας στη μουσική του. Καθιερώνεται ως κινηματογραφικός συνθέτης και βραβεύεται σε πολλά κινηματογραφικά και μουσικά φεστιβάλ.
Τα τραγούδια του για τον ελληνικό κινηματογράφο όπως, π.χ., «Τα δάκρυά μου είναι καυτά», «Χάθηκε το Φεγγάρι», «Ένα πρωινό», «Για ποιο ταξίδι», «Το δίχτυ» και η «Μπουρνοβαλιά», είναι μερικά χαρακτηριστικά δείγματα του μουσικού ταλέντου του.
Κατά τη διάρκεια της καριέρας του έγραψε μουσική για 21 ταινίες, με κορυφαία αυτή για το «Ρεμπέτικο» του Κώστα Φέρρη, σε στίχους Νίκου Γκάτσου. Ηχογράφησε 42 δίσκους και συνεργάστηκε με τους σπουδαιότερους λαϊκούς ερμηνευτές, κάνοντας τεράστιες επιτυχίες. Επίσης, συνέθεσε μουσική για 15 τηλεοπτικές παραγωγές, καθώς και για αρχαία τραγωδία και διεθνή μπαλέτα.
Ο Σταύρος Ξαρχάκος εκτός από μεγάλος συνθέτης είναι και αξιόλογος ενορχηστρωτής, με πιο πρόσφατη ενορχηστρωτική δουλειά του την παράσταση «Αμάν-Αμήν». Αυτή αργότερα ηχογραφήθηκε και σε δίσκο, που περιείχε μερικά από τα καλύτερα λαϊκά και ρεμπέτικα τραγούδια της ελληνικής μουσικής ανθολογίας. Τα τελευταία χρόνια είναι καλλιτεχνικός διευθυντής της Κρατικής Ορχήστρας Ελληνικής Μουσικής.
Διατέλεσε Δημοτικός Σύμβουλος στο Δήμο Αθηναίων και αργότερα Αντιδήμαρχος Πολιτιστικών Θεμάτων. Επίσης, διατέλεσε βουλευτής Αθηνών αλλά παραιτήθηκε πολύ σύντομα.