Stølen ble valgt til rektor ved Universitetet i Oslo for perioden 2017–2021 i rektorvalget i april 2017, mens Gro Bjørnerud Mo ble valgt til prorektor. Etter at han tiltrådte vervet 1. august 2017 utnevnte Stølen Åse Gornitzka og Per Morten Sandset til viserektorer. I rektorvalget i 2021 stilte Stølen til valg sammen med prorektorkandidat Gornitzka, og de var de eneste nominerte kandidatene ved utløpet av nominasjonsfristen.