Am 3. Dezember 2016 gewann Stoch zusammen mit Piotr Żyła, Dawid Kubacki und Maciej Kot den Teamwettbewerb in Klingenthal. Dies war der erste Sieg einer polnischen Mannschaft in einem Weltcup-Teamwettbewerb. Am 6. Januar 2017 konnte er mit einem Tagessieg in Bischofshofen erstmals die Vierschanzentournee für sich entscheiden. Bei den anschließenden Weltcup-Springen am 14. und 15. Januar entschied er beide Wettbewerbe für sich und war damit der erste Pole, der einen Weltcup auf der Malinka in Wisła gewann. Am 4. März 2017 gewann er bei den Nordischen Skiweltmeisterschaften 2017 in Lahti mit Piotr Żyła, Dawid Kubacki und Maciej Kot die Goldmedaille im Mannschaftswettbewerb und konnte dadurch seine insgesamt zweite Goldmedaille bei Nordischen Skiweltmeisterschaften feiern.