Den 4. oktober 2020 ble han utnevnt til ny sjef for Etterretningstjenesten av Kongen i statsråd, med tiltredelse i løpet av høsten 2020. Stensønes har graden viseadmiral. Høsten 2024 takket Stensønes ja til anmodningen fra forsvarssjef Eirik Kristoffersen om fortsatt å stå i stillingen etter fylte 60 år. Anmodningen om forlengelse ble fremsatt på bakgrunn av behov for stabilitet og kontinuitet i Forsvarets ledelse, gitt den sikkerhetspolitiske situasjonen.