Razem z Korczakiem założyła i prowadziła Dom Sierot dla dzieci żydowskich w Warszawie (1912–1942) przy ul. Krochmalnej 92 (przeniesiony do getta na ul. Chłodną 33, a następnie do gmachu Towarzystwa Wzajemnej Pomocy Pracowników Handlowych i Przemysłowych przy ul. Siennej 16/ul. Śliskiej 9), gdzie stosowali nowatorskie metody pedagogiczne. Kierowała domem pod nieobecność Korczaka w czasie I wojny światowej oraz podczas jego podróży do Palestyny w latach 1934 i 1936. Sama również bywała w Palestynie, odwiedziła kibuc Ein Harod, nosiła się z zamiarem wyjazdu na Bliski Wschód.
W sierpniu 1942 roku, w czasie wielkiej akcji deportacyjnej w getcie warszawskim, została wywieziona do obozu zagłady w Treblince.
Na grobie jej rodziców w alei głównej cmentarza żydowskiego przy ulicy Okopowej w Warszawie (kwatera 64, rząd 1) znajduje się jej symboliczna mogiłaSymboliczny grób Stefanii Wilczyńskiej w bazie danych Cmentarza Żydowskiego przy ul.