שטרן השתתף במלחמת האזרחים הספרדית בשנים 1937–1938 כיועץ צבאי ראשי לכוחות הממשלה הרפובליקנית. במאי 1938 הוצב שטרן במטה חזית המזרח הרחוק. ביולי 1938 השתתף שטרן בקרב אגם חסן בו נצחו כוחות הצבא האדום את הצבא היפני ליד גבול מדינת הבובות מנצ'וקוו, שהקימו היפנים במנצ'וריה שעל אדמת סין.