Etter å ha spilt over 136 kamper og scoret 30 seriemål for Ipswich ble han i august 2010 solgt til Stoke City FC for £2,75 millioner pund, hvor han skrev under på en fireårskontrakt. Walters fikk sin første Premier League-scoring for Stoke da han ble matchvinner i kampen mot Blackburn Rovers den 2. oktober 2010 (1–0). Walters fortsatte å score mål for Stoke, og den 17. april 2011 scoret han mål i semifinalen i FA-cupen på Wembley Stadium mot sin gamle klubb Bolton, og med det gjorde at Stoke fikk spille sin første cupfinale noensinne.