В 1631 году Стенбок поступил на службу в Смоландский кавалерийский полк и год спустя был произведён в корнеты. В возрасте 19 лет отправился в Германию, чтобы принять участие в Тридцатилетней войне. Там он перешёл на службу в инфантерию. В ходе военных действий участвовал в захвате Ландсберга, в сражениях возле Франкфурта-на-Одере и в битве при Нёрдлингене (1634). В 1635 году он отличился в сражении при Дёмице, затем, в 1636 году, был участником битвы при Виттштоке. В том же году его произвели в майоры, а вскоре и в подполковники. В 1638 году Стенбок получил звание полковника Йёнчёпингского полка, вместе с которым он затем сражался при Хемнице (1639) и вступил в Прагу. В октябре 1642 года он принял участие в сражении под Лейпцигом, в ходе которого получил тяжёлое ранение, из-за чего был отправлен домой в Швецию.