Während seines Leipziger Theologie-Studiums ab 1707 entstanden persönliche Bekanntschaften mit Johann Friedrich Fasch und Johann Georg Pisendel. 1713 begab er sich erneut nach Italien, wo er mit Francesco Gasparini, Antonio Vivaldi und Giovanni Bononcini Kontakte pflegte und dadurch den Einstieg in die internationale Musikwelt fand. 1717 folgte er zur Zweihundertjahrfeier der Reformation einem Ruf nach Bayreuth zur Verfertigung von Kirchenmusik. Stölzel pflegte alle musikalischen Gattungen seiner Zeit und führte die Hofkapelle zu einer neuen Blüte. Er schuf auch Werke für die Höfe in Sondershausen und Zerbst. 1739 wurde er Mitglied der Correspondierenden Societät der musicalischen Wissenschaften.