Sztójay, aki 1944. március 22-től állt a kormány élén, s a külügyminisztériumot is vezette, a tengelyhatalmi szövetséget szolgálta.

Dimitrije Stojakovic néven született 1883. január 5-én a vajdasági Versecen (Vrsac) egy szerb biztosítási ügynök fiaként. A pécsi hadapródiskolát, majd 1910-ben a bécsi Hadiiskolát végezte el. A „nagy háborúban” vezérkari századosként, utóbb őrnagyként harcolt különböző hadszíntereken és alakulatoknál. 1917-ben a főparancsnokság hírszerző-kémelhárító osztályára helyezték, itt szolgált a forradalmak idején is.

A vesztes világháború után belépett Horthy Nemzeti Hadseregébe, az 1920-as évek elején a Honvédelmi Minisztériumban a hírszerzés-kémelhárítás egyik vezetője volt. 1925-ben ezredesként a berlini magyar nagykövetség katonai szakelőadója lett, 1927-től katonai attaséként dolgozott a német fővárosban, nevét ekkortájt magyarosította. 1933-ban hazahívták, tábornokként két évig a Honvédelmi Minisztérium egyik osztályát vezette.

Horthy Miklós kormányzó 1935 decemberében altábornaggyá léptette elő, egyúttal nyugdíjazta, s rendkívüli követ és meghatalmazott miniszter rangban a berlini külképviselet élére nevezte ki. Sztójay őszinte híve és csodálója volt a Nagynémet Birodalomnak, posztján – melyet 1944 márciusáig töltött be - mindent megtett azért, hogy Magyarországot a német-olasz tengely mellé állítsa. Élvezte a német vezető körök bizalmát, olyannyira, hogy rosszmájú ellenlábasai azt terjesztették, a német birodalmi külügyminisztérium, a Wilhelmstrasse „szócsöve” lett volna.

A németek 1944. március 19-i magyarországi bevonulása után Edmund Veesenmayer, a Führer teljhatalmú magyarországi megbízottja Kállay Miklós helyett Imrédy Bélát vagy Sztójayt javasolta miniszterelnöknek. Horthy inkább az utóbbit választotta, mert abban reménykedett, hogy egykori tábornoka végrehajtja majd politikai elképzeléseit. Csalatkoznia kellett: Sztójay, aki 1944. március 22-től állt a kormány élén, s a külügyminisztériumot is vezette, a végső győzelem érdekében dolgozott, maradéktalanul. Újabb honvédcsapatok indultak a keleti frontra a háború győzelmes befejezése érdekében, betiltották az ellenzéki pártokat és sajtóorgánumokat, számos szélsőbaloldali politikust és publicistát vontak ki a forgalomból.

A magyar gazdaságot a hadigépezet szolgálatába állították, a háborús hozzájárulás formájában új alapokra fektették a Magyarország és Németország közötti árucsereforgalmat. A magyar és a német kormány megállapodása értelmében az SS-alakulatokba magyarországi németeket is toborozhattak. A Sztójay-kormány sorozatban léptette életbe a németek által régóta szorgalmazott fajvédő intézkedéseket: a zsidóknak sárga csillagot kellett viselniük, és megkezdődött a vidéki zsidóság deportálása is.

A kormányzó 1944 júliusában leállíttatta a deportálásokat, majd hat nappal a román kiugrás után, augusztus 29-én leváltotta Sztójayt, helyére Lakatos Gézát nevezte ki. A már nagybeteg Sztójay visszavonult a közélettől és a politikától, 1945 elején Németországba távozott. A háború végén amerikai fogságba került, 1945 októberében adták ki az akkor már szovjet uralom alatt álló Budapestnek.

Hazatérése után a vérbíróság előtt kellett felelnie bolsevizmusellenes, németbarát tetteiért. A népügyész által megfogalmazott vád szerint „Sztójay cselekvősége abban állott, hogy a német utasításokat, parancsokat... alkotmányos mezbe öltöztette, haladéktalanul továbbította és végrehajtotta. Ezzel a tevékenységével végleg megfosztotta Magyarországot attól a lehetőségtől, hogy a szabad nemzetek közvéleménye előtt a valóságnak megfelelően, mint a német erőszak áldozata szerepeljen.”

Az 1946. március 4-én kezdődött perben nem meglepő módon bűnösnek találták a kommunisták, és március 22-én egykori kormánya tagjaival – Rátz Jenővel, Reményi-Schneller Lajossal és Szász Lajossal együtt – golyó általi halálra ítélték. Az ítélet szerint: „Sztójayék bűne felér Szálasiék bűnével, az ő árulásuk segítette elő Szálasiék hatalomra jutását.”

A kivégzését 1946. augusztus 22-én hajtották végre a budapesti Markó utcai börtönben.