Stenmark har vært professor I ved UiO siden 2007, og han er tilknyttet Institutt for klinisk medisin. Han har vært professor II ved Farmasøytisk institutt (1999-2003) og ved Senter for molekylær inflammasjonsforskning, NTNU, siden 2004. Stenmark har vært medlem av Toppforskningsprogrammet, og han har oppnådd Advanced Grant fra Det europeiske forskningsråd i 2008 og i 2018.