Bei der Mobilmachung anlässlich des Deutschen Krieges wurde er zum Oberquartiermeister der 2. Armee ernannt und kurz darauf am 15. Juni 1866 zum Generalmajor befördert. Stosch nahm an den Schlachten bei Nachod sowie Königgrätz teil und erhielt am 20. September 1866 den Orden Pour le Mérite. Bis 1870 war er Direktor des Militärökonomie-Departements im Kriegsministerium. Am 26. Juli 1870 zum Generalleutnant befördert, nahm Stosch als Generalintendant der Armee während des Krieges gegen Frankreich an den Schlachten bei Gravelotte, Sedan, Loigny und Poupry, Orléans sowie der Belagerung von Paris teil. Seine Leistungen wurden u. a. durch die Verleihung beider Klassen des Eisernen Kreuzes gewürdigt. Nach Ende des Krieges war er ab 10. Juli 1871 Chef des Generalstabes bei der Besatzungsarmee in Frankreich. Für seine Verdienste in diesem Krieg erhielt er eine Dotation in Höhe von 100.000 Talern.