Stamkos begann seine Karriere bei den "Markham Waxers" die in der höchsten Juniorenklasse Ontarios, der "Ontario Provincial Junior A Hockey League" spielten. Im OHL Draft 2006 wählten ihn die Sarnia Sting als Gesamtersten aus, woraufhin er zur Saison 2006/07 zum Team stieß. Gleich in seiner Rookiesaison wurde er für das OHL All-Star Game nominiert und erzielte dort vier Punkte. In der Meisterschaft gelangen ihm in 63 Partien 92 Punkte. Zum Ende der Spielzeit wurde er in die kanadische Juniorennationalmannschaft für die U18-Junioren-Weltmeisterschaft berufen. Dort konnten die Kanadier zwar nur den vierten Platz erreichen, jedoch war Stamkos mit zehn Punkten viertbester Scorer des Turniers und damit bester seiner Mannschaft. In der darauffolgenden Spielzeit lief er weiterhin für die Sting auf und erhielt zum Jahresende 2007 erneut eine Einladung für die Juniorennationalmannschaft um bei der U20-Junioren-Weltmeisterschaft 2008 zu spielen. Dort gewann er die Goldmedaille.