Stephan Tschudi-Madsen var riksantikvar 1978–91, den siste før embetet ble omgjort til direktorat med åremålsstilling. Mer enn noen av sine forgjengere utviklet han Riksantikvarens vitenskapelige profil til et internasjonalt nivå.
Tschudi-Madsen vokste opp i Bergen, og etter examen artium på reallinjen ved Bergen katedralskole 1941 begynte han å studere kunsthistorie ved Universitetet i Oslo (UiO). Da tyskerne omringet og stengte universitetet november 1943, klarte han som den eneste student – forkledd som elektriker – å rømme fra Aulaen. Kort tid etter drog han til Sverige og gikk inn i de norske polititroppene der. Etter frigjøringen hadde han et års studieopphold i Frankrike med eksamen ved Sorbonne 1947 og tok magistergraden i kunsthistorie ved UiO 1950 med fransk mellomfag og klassisk arkeologi. Han var ansatt ved Nasjonalgalleriet 1950–51 og Vigeland-museet 1951–52; deretter videreførte han de kunsthistoriske studier frem til doktorgraden som British Council-stipendiat 1952–53 og universitetsstipendiat 1953–58, med reiser til flere europeiske land og et spansk statsstipend 1958–59. Han var bestyrer ved Institutt for kunsthistorie, UiO 1955–58 og deretter førstekonservator ved Nasjonalgalleriet til 1959, da han fikk oppfordring om å søke stilling hos Riksantikvaren.
Med sitt positive syn på 1800-tallets arkitektur og interiørkunst foretok Tschudi-Madsen et oppbrudd med den forrige generasjons forskere, som fastholdt de klassiske tradisjoner og konsentrasjonen om empiren. Han gjennomførte dyptgående analyser av vår nære fortid, med dens historisme, dragestil og jugend, stilarter som frem til da hadde vært lite påaktet. Hans doktoravhandling Sources of Art Nouveau fra 1957 ble således resultat av et kunsthistorisk nybrottsarbeid. Med Restoration and Anti-Restoration (1976) ble hans tenkning videreført gjennom en filosofisk-teoretisk analyse i antikvarfaget.
Som førsteantikvar (1959–78) ledet Tschudi-Madsen en kulturdelegasjon til Sovjetunionen 1961. Radikalt nytt var det også at han som offentlig ansatt 1970 gikk aktivt ut mot utbyggingsinteressene og kjempet for vern om Karl Johans gate og dens gamle murgårdsbebyggelse. Hans satsing på Det europeiske arkitekturvernåret 1975 gjorde at trebyene og anonym trehusbebyggelse fikk ny oppmerksomhet.
Med sin kulturorienterte familiebakgrunn og vitenskapelige erfaring kom Tschudi-Madsen som riksantikvar til å innta stillingen med en naturlig og markant tyngde. Hans allsidige teoretiske og museumsfaglige utdannelse, hans evner som inspirator og hans aktive bidrag i samfunns- og kulturdebatten gav profil til stillingen. Med smittende entusiasme for nye ideer bidrog han til å skape faglig spennvidde, og med sin teft for samtidsutviklingen evnet han med forutseende djervhet å rette søkelyset mot helt nye oppgaver og det som måtte vurderes på nytt. Dette kom bl.a. til uttrykk i den helhetlige restaurering av Damsgård og dens historiske hageanlegg 1983. Da fire kulturminner i hans riksantikvartid ble tatt inn på UNESCOs liste over Verdens kulturarv (Bryggen i Bergen, Urnes stavkirke, trebyen Røros og bergkunsten i Alta), inntok Norge for en stund en ledende plass i Norden, og Tschudi-Madsens tidlige fokus på den lokale kulturminnearv fikk derved en internasjonal dimensjon.
Tschudi-Madsen var gjennom hele sin karriere en aktiv faglitterær forfatter og formidler, bl.a. som redaktør og medforfatter i flere nasjonale kunst- og kulturhistoriske bokverk – Norges kulturhistorie, Norges kunsthistorie og Norsk kunstnerleksikon, samtidig som han utgav en rekke bøker. Honnør til en hånet stil og To kongeslott må her fremheves, sammen med en serie av enkeltstående monografier over arkitekter og deres byggverk. Han var gjesteprofessor ved University of California, Berkeley 1966–67 og 1973.
Tschudi-Madsen var medlem av Statens Museumsråd 1978–82, styremedlem i Norske Museers Landforbund 1978–91 og leder av Norske Minnesmerkers fond 1978–99. I det internasjonale kulturvernarbeidet var han i to perioder rådspresident i The International Committee on Monuments and Sites, ICOMOS, og Norges representant i UNESCOs World Heritage Committee, visepresident 1984–87 og medlem av komiteen som avgjør «Verdenslisten».
På den hjemlige arena var han bl.a. sterkt knyttet til Akershus slott, som konservator 1960–78, medlem av Akershuskomiteen 1978–2002 og av Rådet for Norges Hjemmefrontmuseum 1978–91, foruten formann i Akershus Slotts Venner 1991–2002. Etter at han gikk av som riksantikvar 1991, var han dessuten formann i Statens kulturminneråd 1992–96, i Rådet for Norsk Folkemusem 1992–2001 og antikvarisk rådgiver for Høyesterett 1992–96, for Det kgl. Slott 1995–98, for Den Nationale Scene 1999–2001 og for Det internasjonale Jugendstilsenter i Ålesund 1999–2003.
Stephan Tschudi-Madsen var medlem av Det Norske Videnskaps-Akademi fra 1965, ble æresmedlem av Fortidsminneforeningen 1983 og mottok foreningens hederstegn 1991; han var æresmedlem av ICOMOS nasjonalt og internasjonalt, av Norsk Folkemuseums Venner (2001, hederstegn s.å.) og Akershus Slotts Venner (2002). Han ble utnevnt til ridder av 1. klasse av St. Olavs Orden 1983 og til kommandør 1993, og han var kommandør av den nederlandske Oranje-Nassau-orden og ridder av den belgiske Leopoldorden.