מחלת ליים מנעה מסטוסור את האפשרות לשחק גם בשלושת החודשים הראשונים של 2008. כשחזרה סטוסור לשחק היא דורגה מחוץ ל-150 הראשונות בעולם. כתוצאה מכך, בחרה סטוסור לשחק תחילה בשני טורנירים קטנים מסבב ה-ITF. לאחר מכן חזרה סטוסור להתחרות בסבב ה-WTA, ואף הגיעה לגמר טורניר סיאול (דרג 4; הפסידה למריה קירילנקו) ולחצי גמר טורניר איסטבורן מהדרג ה-2 (הפסידה לנדיה פטרובה). בעקבות הישגים אלה הצליחה סטוסור לסיים את שנת 2008 כשהיא מדורגת במקום ה-52 בעולם. בנוסף, ייצגה סטוסור בשנה זו את אוסטרליה בפעם השנייה בקריירה שלה בטורניר הטניס האולימפי, הפעם באולימפיאדת בייג'ינג, והפסידה בסיבוב השני בתחרויות היחידות והזוגות. כמו כן, זכתה סטוסור בשנת 2008 בתחרות הזוגות המעורבים של אליפות וימבלדון ביחד עם בוב בריאן, ובכך השלימה זכייה בתחרות כלשהי בכל אחד מארבעת טורנירי הגראנד סלאם.
שנת 2009 מהווה את שנת הפריצה של סטוסור בכל הנוגע לתחרויות היחידות. ההישג הבולט ביותר בשנה זו היה ההגעה לחצי גמר אליפות צרפת הפתוחה (לפני כן לא הגיעה סטוסור אפילו לא לשלב רבע הגמר באף טורניר גראנד סלאם), כאשר היא מנצחת בדרך את המדורגת 4 בטורניר ילנה דמנטייבה לפני שהפסידה לאלופה בדיעבד סבטלנה קוזנצובה. הישגים בולטים נוספים בשנה זו היו הזכייה בתואר WTA ראשון באוסקה (הקטגוריה הבינלאומית), בו ניצחה את קרוליין ווזניאקי בחצי הגמר ואת פרנצ'סקה סקיאבונה בגמר, הגעה לשלב הגמר בטורניר לוס אנג'לס מהקטגוריה העליונה (הפסידה לפלאביה פנטה) והגעה לשלב חצי הגמר בטורניר סטנפורד מהקטגוריה העליונה (הפסידה לאלופה בדיעבד מריון ברטולי). בעקבות הישגיה אלה הגיעה סטוסור בחודש ספטמבר לשיא חדש בדירוג היחידות שלה - המקום ה-13 בעולם. בתחרויות הזוגות שיחקה סטוסור בשנת 2009 עם רנה סטאבס. השתיים הגיעו שלוש פעמים לשלב הגמר בטורנירים מסבב ה-WTA, ואף העפילו לאליפות סבב ה-WTA, שם הפסידו בשלב חצי הגמר לקארה בלק וליזל הובר.
בשנת 2010 המשיכה סטוסור להתקדם מבחינה מקצועית. גולת הכותרת של הישגיה של סטוסור בשנה זו הייתה ההגעה לשלב הגמר באליפות צרפת הפתוחה, שם הפסידה בגמר לפרנצ'סקה סקיאבונה. בנוסף, זכתה סטוסור בשנה זו בתואר WTA שני, הפעם בטורניר צ'ארלסטון מהקטגוריה העליונה, שם ניצחה בגמר את ורה זבונרבה. פעם נוספת בשנה זו הגיעה סטוסור לשלב הגמר - בטורניר שטוטגרט מהקטגוריה העליונה, בו הפסידה לז'וסטין הנין. ארבע פעמים הגיעה סטוסור לשלב חצי הגמר. הפעם הראשונה הייתה בטורניר אינדיאן ולס (הקטגוריה העליונה; הפסידה לאלופה בדיעבד ילנה יאנקוביץ'), הפעם השנייה הייתה בטורניר איסטבורן (הקטגוריה העליונה; הפסידה לאלופה בדיעבד יקטרינה מאקרובה), הפעם השלישית הייתה בטורניר סטנפורד (הפסידה לאלופה בדיעבד ויקטוריה אזרנקה) והפעם הרביעית באליפות סבב ה-WTA (פעם ראשונה שסטוסור העפילה לתחרות היחידות באליפות זו), שם הפסידה לאלופה בדיעבד קים קלייסטרס.
בחודש פברואר 2011, לאחר שהגיעה לשלב רבע הגמר של טורניר דובאי (הפסידה לילנה יאנקוביץ'), עלתה סטוסור למקום ה-4 בעולם, מיקום המהווה דירוג שיא עבורה. בחודש אפריל הגיעה סטוסור לחצי גמר טורניר שטוטגרט (הפסידה ליוליה גורגס) וזכתה בתואר הזוגות בטורניר בצוותא עם סבינה ליזיקי. בחודש מאי בטורניר רומא (הקטגוריה העליונה) ניצחה סטוסור את פרנצ'סקה סקיאבונה (5 בעולם) בשלב רבע הגמר ואת נה לי (6 בעולם) בשלב חצי הגמר, אך הפסידה בשלב הגמר למריה שראפובה (8 בעולם). בחודש אוגוסט הפסידה סטוסור לסרינה ויליאמס בגמר טורניר טורונטו (הקטגוריה העליונה), אולם בספטמבר ניצחה סטוסור את ויליאמס בגמר אליפות ארצות הברית הפתוחה, וזכתה בתואר הגראנד סלאם הראשון שלה בסבב היחידות.
גביע הפדרציה.
הופעתה הראשונה של סטוסור בגביע הפדרציה הייתה בשנת 2003, עת הפסידה לפביולה זולואגה הקולומביאנית במסגרת סיבוב הפלייאוף הראשון בבית העליון של גביע הפדרציה, בו ניצחה נבחרת אוסטרליה את נבחרת קולומביה. הישג השיא של סטוסור בגביע הפדרציה כחלק מנבחרת אוסטרליה היה ההעפלה לבית העליון מספר 1 (בו משחקות שמונה הנבחרות הראשונות בעולם) בשנת 2010, לאחר ניצחון על נבחרת אוקראינה בשלב הפלייאוף.
המאזן של סטוסור בגביע הפדרציה עומד על 25 ניצחונות (19 במשחקי יחידות ו-6 במשחקי זוגות) מול 9 הפסדים (כולם במשחקי יחידות).
סגנון משחק.
כללי.
בתור שחקנית זוגות טובה, סטוסור פיתחה לעצמה בתחילת הקריירה שלה סגנון משחק של "הגשה וריצה לרשת" (סרב אנד וולי), כלומר לחבוט חבטת הגשה ולרוץ לרשת על מנת לסיים את הנקודה בחבטת יעף. אולם ככל שהשנים חלפו, החלה סטוסור להרגיש יותר בנוח לחבוט מקו הבסיס, וכתוצאה מכך החלה להגיע פחות לאזור הרשת. חבטות הקרקע של סטוסור הנחבטות מכף היד, נחבטות עם הרבה מאוד סיבוב עילי (טופ ספין) ונחשבות כחבטות הטובות ביותר שלה, כפי שניתן ללמוד מהעדפתה של סטוסור לחבוט כחבטות כף יד גם כדורים המגיעים לאזור חבטת גב היד שלה (חבטות אינסייד אאוט). סטוסור יכולה לחבוט חבטות כף יד ללא מענה (וינרים) מכל נקודה על המגרש, ותנועתה כאשר היא חובטת את חבטת כף היד מקשה על היריבות שלה לנחש לאן היא עומדת לחבוט את הכדור. עקב כך, מעדיפות שחקניות רבות לתקוף את חבטת גב היד של סטוסור, הנחשבת אצל סטוסור לנקודת חולשה. עם זאת, ב-2010 שיפרה סטוסור את חבטת גב היד שלה אותה היא חובטת בשתי ידיים, וכעת היא אף מסוגלת מפעם לפעם לחבוט מצד זה חבטות לא מענה. סטוסור הוסיפה בשנה זו למגוון החבטות שלה גם את חבטת החיתוך (סלייס) בגב היד, אותה היא חובטת ביד אחת. חבטה זו מסייעת לסטוסור אף היא במהלך בניית הנקודות. בנוסף, סטוסור ידועה ביכולות האתלטיות שלה, ולאחר שהחלימה ממחלת ליים שאיימה להשבית לה את הקריירה, היא הפכה לאחת השחקניות בעלות הכושר הגופני הטוב ביותר בסבב.
חבטת ההגשה.
עקב העוצמה, מהירות הסיבוב הגבוהה והמגוון שלה, נחשבת לרוב חבטת ההגשה של סטוסור כאחת מחבטות ההגשה הטובות ביותר בסבב הנשים. ההגשה הראשונה שלה, בלתי יציבה ככל שתהיה, מגיעה באופן קבוע למהירויות של מעל ל-190 קמ"ש. ההגשה השנייה של סטוסור, שגורמת לכדור לקפוץ גבוה בסיבוביות רבה (קיק סרב), מוערכת כאחת מההגשות השניות הטובות בסבב הנשים, ונחשבה כמי שמילאה תפקיד מרכזי בהצלחתה של סטוסור באליפות צרפת הפתוחה בשנים 2009 ו-2010.
משטחים.
סוג המשטח האהוב ביותר על סטוסור הוא משטח קשה, אם כי נכון לשנת 2010, סטוסור השיגה את הישגיה הטובים ביותר בקריירה דווקא על משטח החימר. בנוסף, סטוסור ציינה את משטח הדשא כמשטח הפחות מועדף עליה. יתרונותיה של סטוסור (חבטת כף יד עם סיבוב עילי רב וחבטת הגשה בעל מהירות סיבוב גבוהה) לא כל כך יעילים על המשטח הזה. ההישגים של סטוסור באליפות וימבלדון, שהיא טורניר הגראנד סלאם היחיד המשוחק על משטח הדשא, מעידים על כך, כאשר רק פעם אחת בקריירה הצליחה סטוסור לעבור את הסיבוב השני בטורניר זה.
ציוד ולבוש.
החל משנת 2009 משמשת חברת לקוסט כספונסרית הלבוש של סטוסור. סטוסור משתמשת במחבטים של בבולט, ומרכיבה משקפיים של חברת אוקלי.
חיים אישיים.
מחלת ליים.
יום לאחר שחזרה הביתה לאוסטרליה בספטמבר 2007 מאליפות ארצות הברית הפתוחה, הובהלה סטוסור לחדר מיון עקב כאבי ראש עזים. סטוסור נשארה בבית החולים עוד כמה ימים, במהלכם אובחנה כמי שלוקה בדלקת קרום המוח הנגיפית, אבחנה שהובילה את סטוסור לחודש של תרופות והרבה מנוחה. לאחר שמצבה של סטוסור לא השתפר נערכו לה בדיקות נוספות, שבסופן היא אובחנה כסובלת ממחלת ליים, שדלקת קרום המוח הנגיפית היא תסמין שלה. בריאיון שנערך עימה סיפרה סטוסור שסבלה בתקופה הזאת בעיקר מעייפות ומחולשה רבה מאוד, בנוסף לפריחה ולכאבים בשרירים ובמפרקים. שותפתה למשחקי הזוגות דאז, ליסה ריימונד, ציינה שלסטוסור בקושי היה את הכוח באותם הימים להכין לעצמה ארוחת בוקר.
במהלך השבועות שלאחר האבחון במחלה, קיבלה סטוסור תרופות אנטיביוטיקה חדשות, ששיפרו את מצבה באופן הדרגתי. גם תהליך החזרה שלה לסבב ה-WTA היה הדרגתי, כאשר הצוותים הרפואיים של ה-WTA מכינים עבור סטוסור תוכנית אימונים שבועית על מנת להחזיר אותה לכושר משחק. כתשעה חודשים לאחר שחלתה סטוסור במחלה, היא חזרה לשחק בתחרויות טניס מקצועיות. תחילה בסבב ה-ITF, ולאחר מכן גם בסבב ה-WTA.
במבט לאחור ציינה סטוסור בריאיון שהמחלה הזאת עלולה הייתה לסיים לה את הקריירה, ושהיא מרגישה בת מזל שהיא החלימה ממנה כל כך מהר.