2001-ben Stoner a Disney Channel Mike’s Super Short Show társműsorvezetője lett Michael Alan Johnsonnal együtt, amely a közelgő Disney-kiadványokkal kapcsolatos infomercial szegmens. 2003-ban és 2005-ben Sarah-t, a tizenkét Baker gyerek egyikét alakította a Cheaper by the Dozen és a Cheaper by the Dozen 2. című sikeres vígjátékokban. 2003-ban és 2005-ben több tévésorozatban is szerepelt, amelyek a tizenéves közönségnek szóltak, köztük a The Suite Life of Zack & Cody, a That’s So Raven és a Drake & Josh
2006-ban volt egy kisebb filmszerepe a Step Up-ban, mint Camille, Channing Tatum karakterének kisebb nevelt húga. Ő adta Isabella Garcia-Shapiro és Jenny hangját (a 4. évadig) a Disney Channel animációs sorozatában, a Phineas és Ferbben 2007-2015 között, és személyesen ő találta ki Isabella “Whatcha doin’?” (Mit csinálsz?) jelmondatát. 2008-ban a Disney Channel eredeti filmjében, a Camp Rockban szerepelt, mint Caitlyn Gellar, egy feltörekvő zenei producer. A Camp Rockban nyújtott alakítása különösen nagy fogadtatásban részesült, a különböző médiumok szerint itt volt az ideje, hogy főszerepet játsszon, miután olyan nagy neveket támogatott, mint Will Smith és Eminem. Stoner játszotta Alice McKinley-t az Alice Upside Down című filmben, amely lazán az Alice-sorozaton, különösen Phyllis Reynolds Naylor The Agony of Alice című könyvén alapul. Ez volt a második főszerepe, és a direct-to-DVD kiadványon megjelenő interjú szerint azt állítja, hogy ez volt az első alkalom, hogy egy filmben minden jelenetben szerepelnie kellett.
2008-ban két dalt énekelt, a “Lost and Found” és a “Free Spirit” című dalokat az Alice Upside Down című film soundtrackjéről, amelyben ő játssza a főszerepet. Emellett felvette a Dancing in the Moonlight című dal feldolgozását a 2009-es Disney DVD/Blu-ray filmhez, az Űrpajtásokhoz. 2010-ben Stoner szerepelt a harmadik Step Up filmben, a Step Up 3D-ben Adam Sevani oldalán, ahol újra eljátszotta a szerepét. Stoner feltöltött egy videót a hivatalos YouTube oldalára az utolsó táncpróbájáról, melyben bemutatta a többi szereplőt. Ugyanebben az évben Stoner visszatért, hogy újra eljátssza Caitlyn Gellar szerepét a Camp Rock 2: The Final Jam című filmben, amely a Camp Rock folytatása. Stoner vendégszerepelt a House című televíziós drámasorozatban is, mint korcsolyázó.
2011-ben Stoner producerekkel, dalszerzőkkel és egy énekedzővel kezdett el dolgozni, hogy énekstílusát a “gyerek-pop”-ról egy soulosabb pop hangulatra változtassa, egy kis alternatív éllel az első stúdióalbumához. 2010. április 4-én Stoner egy videót tett közzé YouTube-csatornáján, amelyben bejelentette, hogy 2010. április 20-án megjelenik debütáló kislemeze, a “Flying Forward”. Stoner 2011-ben kiadta debütáló EP-jét Beat the System címmel. A Nintendo csatornán a Wii videójáték-konzollal kapcsolatos Wii Fit videókban is szerepelt, ahol egyensúlygyakorlatokat mutatott be. Stoner Hayden Panettiere-t helyettesítette Kairi hangjaként a Kingdom Hearts Re:Chain of Memories-ban, Xion hangjaként a Kingdom Hearts 358/2 Days-ben, és mindkét karakter hangjaként a Kingdom Hearts III-ban. A The Legend of Korra harmadik és negyedik évadában Opal karakterének hangját adta.
DancingEdit
A Los Angeles-i koreográfusi képzés után Stoner háttértáncosként szerepelt több klipben, nevezetesen Missy Elliott “Work It”, “Gossip Folks”, “I’m Really Hot”, Eminem “Just Lose It” és a Kumbia Kings “No Tengo Dinero” című számában. Emellett az OutKast háttértáncosa volt a 2004-es Kids’ Choice Awards-on, valamint Will Smith háttértáncosa a 2005-ös show-n. Stoner 2003 és 2006 között a The JammX Kids nevű tánccsoporttal táncolt. A csoportból 2006 elején kilépett időbeosztási konfliktusok miatt, de továbbra is dolgozik az egyes gyerekekkel különböző munkákban. Ő volt az egyik táncos a Shark Tale DVD különkiadásában is.
Stoner hip hop órákat tart a Millennium Dance Complexben, és ő a legfiatalabb, aki mesterkurzust tartott ott. Emellett szerepelt Debby Ryan “We Got the Beat” című dalában a Disney Channel Radio Rebel című műsorában. 2015 februárjában egy Missy Elliotnak szóló táncos tisztelgő videót adott ki, amelyben olyan Missy Elliott-videók összevágott medley-jét mutatta be, amelyekben fiatalabb korában táncolt. Az első héten belül több mint 12 millió megtekintést kapott. Missy Elliott meghívta Alyson-t, hogy adja elő vele a “Work It”-et a 2019-es MTV Video Music Awards-on.
PublishingEdit
Stoner volt a KEWL Magazine “táncos szerkesztője”. 2009 februárjában Stoner kiadta az Alyson Stoner Projectet, amelyet úgy jellemeztek, mint “egy táncos videó hibrid – számos szórakoztató stílus egy csomagba olvasztása”. A videót Kevin Schmidt rendezte, aki a Cheaper by the Dozenből ismert sztárja volt.