W listopadzie 1942 roku został wzięty do grupy 20 księży (w której był również bł. Marian Konopiński), którym wstrzykiwano flegmonę sztuczną (choroba obozowa, którą wstrzykiwano więźniom w celu eksperymentowania), na skutek której – z powodu dogłębnego wycieńczenia i braku odpowiednich lekarstw – zmarł 17 grudnia 1942 i został spalony w obozowym krematorium. Z Dachau przyszło pismo do matki informujące o śmierci syna i spaleniu zwłok.
Beatyfikacja Zaliczony jest do drugiej grupy polskich męczenników z okresu II wojny światowej, których proces beatyfikacyjny rozpoczął się 17 września 2003 roku. 24 maja 2011 w Pelplinie zakończył się etap diecezjalny, a wszystkie dokumenty przesłano do Kongregacji Spraw Kanonizacyjnych w Rzymie.
Upamiętnienie Osoba Sługi Bożego ks. Stanisława Kołodzieja została upamiętniona m.in.: na tablicy pamięci w bazylice archikatedralnej Wniebowzięcia NMP i św. Jana Chrzciciela w Przemyślu, na tablicy pamięci 84 księży pomordowanych na Kresach Wschodnich II RP przez OUN-UPA w Czerwonej Wodzie, na tablicy pamiątkowej wmurowanej 11 listopada 2010 w kościele parafialnym pw. Narodzenia NMP w Kobylanach, w Księdze Martyrologium Duchowieństwa Polskiego (numer indeksowy: 1113, s. 55) złożonej w kaplicy Pamięci Narodu o.