[7]​ Ha aparecido en series de televisión como Law & Order, Ugly Betty y The American Experience.

En 2009, fue confirmado como parte del reparto regular de la serie Boardwalk Empire, producida por Martin Scorsese, y protagonizada por Steve Buscemi.

Ambientada durante la época de la ley seca en Nueva Jersey, Stuhlbarg interpretó al jefe mafioso Arnold Rothstein.

[9]​ En 2010 se confirmó su participación en la adaptación en 3D de Hugo, dirigida y producida por Martin Scorsese.

Fueron increíblemente realistas y cuidaron los detalles; se había pensado en cada aspecto (...) No tenías que hacer nada, todo estaba hecho para ti".