I 2003 spilte han sin første ledende TV-rolle i , som ble kansellert etter fem episoder på skjermen. I 2004 spilte han i i rollen som en barnemishandler, året etter var han gjesteskuespiller i NBC-situasjonskomedien Will & Grace som Debra Messings kjæreste. Han ble nominert til en Emmy for sin opptreden i filmen (2001). Han har også regissert en kortfilm kalt , så vel en episode av Law & Order i 2005, med tittelen . Stoltz spilte en seriemorder med behov for medisinsk hjelp i tre episoder i den femte sesongen av TV-serien Grey's Anatomy. Han har også regissert to episoder av denne TV-serien. Stoltz har vært vegetarianer i 25 år.