4 лютого 1885 р. Степан Балей (справжнє ім’я Стефан-Максим) побачив світ у с. Великі Бірки Тернопільського повіту в сім’ї вчителів початкової народної школи – Володимира та Ірени Балей (з дому Швейковська). Батько був директором школи в Микулинцях. 
Початкову освіту Степан Балей здобув у Великобірківській школі, пізніше закінчив Тернопільську гімназію. 
У 1903—1907 рр. – студент Львівського університету, фах «Філософія і психологія». Один із найкращих студентів професора Казімежа Твардовського слухав лекції з польської літератури. Після закінчення університету склав державний іспит на вчителя середніх шкіл, викладав математику, початкову психологію і логіку в українських гімназіях Перемишля, Тернополя, Львова.
У 1911 році захистив роботу “Про потребу реконструкції поняття психологічної основи почуттів”, отримав науковий ступінь доктора філософії.
Протягом 1912 – 1914 рр. стажувався у Берлінському університеті імені братів Гумбольдтів та у паризькій Сорбонні. Це відрядження Балея стало можливим завдяки протекції професора Казимєжа Твардовського, котрий посприяв наданню своєму українському учневі престижної наукової стипендії австрійського міністерства освіти. За що поляки влаштували Твардовському цькування у ЗМІ (Чому посприяв не полякові, а українцю?)
Після отримання ґрунтовної освіти С. Балея звільнили від мобілізації й евакуювали до Відня, де він працював у навчальних осередках, брав участь у комісії з приймання іспитів на атестат зрілості.
І нарешті – Львів. Там Степан Балей віддався науці та пристрасному коханню. У Львові Степан Балей написав німецькою мовою дослідження “Über Urteilsgefühle”, українською – «З психології творчості Шевченка» (1916) – дослідження творчості Кобзаря, у якому вчений першим в українській літературі застосував психоаналіз.
У 1916-му доля звела Стефана з невимовно красивою, талановитою, багатою дослідницею сексу Вілмою Ференці. Молода лікарка, обізнана у мистецтві, глибоко вивчала німецьку та австрійську літературу, багато мандрувала Європою. У 1904 році вона відвідала Львів, зацікавилася українською літературою і видала збірку есеїв «Тлумачення сновидінь української літератури» (1906). У цих дослідженнях Вілма вперше вжила термін «венеризм», яким вона означила примат жіночого початку в лібідо.
Ніжна подруга Казимира Твардовського не сиділа на одному місці: Москва, Одеса, звідти поїхала у маєток братів Бурлюків Чернянку. Там вона познайомилася з молодим і талановитим драматургом – Андріяшем Лу (Андрій Луб’янський). Витончену інтелектуалку Вілму та Андріяша, який був підлітком знайомий з Лесею Українкою, був закоханий у її поезію, знав напам’ять «Лісову пісню». Об’єднала їх «Лісова пісня». Вони вирішили поставити поему й полинули до Києва. Там Вілма спонсорувала роботу авангардного «Театру Німих» і у 1914 році вперше «Лісова пісня» постала на сцені. В театрі Вілма знайшла свого Муза – актора трупи «Театру німих» Бартоломея Баскура (Барто). Вілма занурилася в роботу: писала сценарії, практикувала як лікар-психоаналітик.
Андріяш натхненно залицявся до парубків. Лу (Андрій Луб’янський) – по суті, перший український гомосексуальний письменник: склав прекрасний гімн чоловічій красі в українській літературі (фінальний монолог драми «Аглая у країні чудес»). Лу прожив 30 років, помер від сифілісу. Вілма важко переживала смерть Андріяша Лу.
На гастролях у Львові вона зустріла Степана Балея, оцінила його статтю «З психольогії творчості Шевченка», так інтелектуали знайшли одне одного. Одружилися. Інколи разом працювали над однією розвідкою.
З 1917 по 1922 рр Степан навчався на медичному факультеті Львівського університету і здобув звання «доктора всіх лікарських наук». Стефан-Максим працював у Львові лікарем у відділі нервових хвороб, викладав логіку, психологію та вступ до філософії в Українському університеті Кам’янця-Подільського і Таємному українському університеті у Львові. Паралельно він працював над книгами «Нарис психології» (1922) та «Нарис логіки» (1923) – першими в Галичині підручниками українською мовою з цих галузей науки. У 1923 році отримав ступінь доктора медицини. Вілма теж викладала в Львівському (таємному) університеті.
Обоє кілька разів подавали заявки на роботу у Львівському університеті, але отримували відмови: таланти не мусили звеличувати Україну. А у метрополію – прошу пана! 1927 року Балей отримав посаду професора у Варшавському університеті. 
Вони переїхали до Варшави, де С. Балей працював до кінця своїх днів. З 1928 р. С.Балей завідував кафедрою дитячої та педагогічної психології Варшавського університету. «… Невеликий за зростом, скромний в поведінці, ніколи не висувався наперед, скоріше тримався стримано, на узбіччі, неохоче подавав голос у дискусіях, хоча багато мав що сказати. У колі, звичному для нього, у колі своїх співробітників почував себе краще, вмів бути ініціативним, охоче визнавав праці інших, безкорисно допомагав їм у роботі.»
14 червня 1937 від раку грудей життя дружини обірвалося. Вілма і на смертному ложі цитувала фрагмент з «Лісової пісні», вперше почутий у Чернянці з уст Лу.
У 1936-51 рр. Степан займав посаду директора Варшавського педагогічного інституту Спілки вчителів. Тут він написав низку праць із дитячої, педагогічної та соціальної психології, котрі не раз перевидавали. Серед них – «Психологія підліткового віку», «Психологічна проблематика дітей і молоді», «Характерологія і типологія дітей і молоді».
Під час німецької окупації працював у Варшавському та Краківському підпільних університетах. Після Другої світової війни С. Балея було нагороджено Хрестом Ордена Відродження Польщі.
1947 р. коштом ЮНЕСКО науковець провів чотири місяці у США, де вивчав методи боротьби зі злочинністю серед молоді, а після повернення до Варшави опублікував працю «Проблема боротьби з підлітковою злочинністю в контексті сучасного досвіду США». У такий спосіб С. Балей став фундатором польської психології дитячої злочинності.
Помер 67-річний учений Степан Балей у Варшаві 13 вересня 1952 року, похований на військовому кладовищі на Повонзках.
