Stecher nahm an sechs Olympischen Spielen teil, 1994 in Lillehammer, 1998 in Nagano (4. Platz Mannschaft, 8. Platz Einzel), 2002 in Salt Lake City (Bronze mit der Mannschaft, 6. Platz im Einzel), in Turin 2006 (Gold mit der Mannschaft) und in Vancouver 2010 (Gold mit der Mannschaft). Beim Staffelbewerb in Turin 2006 war Stecher der Schlussläufer Österreichs. Es gelang ihm, den führenden Deutschen Jens Gaiser – der zwar ein guter Springer, aber schwächer in der Loipe war – noch abzufangen. In Vancouver 2010 gelang es Mario Stecher wieder als Schlussläufer den Titel von Turin erfolgreich zu verteidigen. Bei der Nordischen Skiweltmeisterschaft 2011 in Oslo gewann Stecher mit der Mannschaft sowohl von der Normal- als auch von der Großschanze die Goldmedaille. In beiden Bewerben ging er wieder als Schlussläufer in die Loipe und lieferte sich einen Zielsprint gegen den deutschen Tino Edelmann. Beide Male setzte sich Stecher um wenige Zentimeter durch. Bei den Olympischen Winterspielen 2014 in Sotschi, bei denen er als Fahnenträger das österreichische Team anführte, gewann er im Teambewerb die Bronzemedaille. Am 27. Februar 2015 gab Mario Stecher im Rahmen der nordischen Skiweltmeisterschaft in Falun, für die er nicht im ÖSV-Kader berücksichtigt wurde, sein Karriereende bekannt.