A 22 ans, il s’engage le 2 avril 2002 au 1er régiment de parachutistes d’infanterie de marine (1er RPIMa) à Bayonne. A l’issue d’une brillante formation initiale, il réussit son examen d’opérateur des réseaux mobiles spéciaux.
Le 1er juillet 2008, il est affecté au 6e bataillon d’infanterie de marine (6e BIMa) au Gabon durant deux ans et revient servir dans son régiment d’origine, le 1er RPIMa, le 1er juillet 2010.

Le 2 avril 2013, il est promu caporal-chef de 1re classe.

Le sergent Stéphane Duval a effectué de nombreuses missions extérieures au cours desquelles son professionnalisme a été à chaque fois souligné : Gabon en 2004, Guyane en 2007, République de Côte d’Ivoire en 2005 et 2007, Afghanistan en 2003 et 2010 et Burkina Faso en 2011 et 2013.
Le 21 février 2012, le caporal-chef Duval reçoit une citation à l’ordre de la division, celle-ci comporte l’attribution de la Croix de la Valeur Militaire avec étoile d’argent.

Déjà engagé au Burkina Faso fin 2011, en qualité d’opérateur radio de la cellule de mise en œuvre tactique, il fait preuve de remarquables qualités militaires pour lesquelles il reçoit une lettre de félicitations.
Il est également décoré de la médaille d’outre-mer avec agrafe « République de Côte d’Ivoire », de la médaille d’argent de la défense nationale avec agrafe « troupes aéroportées » et « missions d’assistance extérieure ».
Le caporal-chef Duval était engagé dans le cadre de l’opération Serval depuis février 2013.
Il participait à des opérations de forces spéciales dans le Nord-Est du Mali avec, pour objectif, de rechercher et de détruire les groupes terroristes qui s’y trouveraient encore.
Le 29 avril 2013, en début d’après-midi, entre Tin Zaouaten et Boughessa, son véhicule léger a sauté sur un engin explosif, provoquant son décès.

Agé de 33 ans, marié et père de deux enfants, il a été tué dans l’accomplissement de sa mission au service de la France.