Em 2001, Stoner tornou-se co-apresentador do Super Short Show do Disney Channel Mike, juntamente com Michael Alan Johnson, um segmento infomercial sobre os próximos lançamentos da Disney. Em 2003 e 2005, ela apareceu como Sarah, uma das doze crianças Baker, nas comédias de sucesso Cheaper by the Dozen e Cheaper by the Dozen 2. Ela também apareceu em vários programas de televisão destinados ao público pré-adolescente, incluindo The Suite Life of Zack & Cody, That’s So Raven and Drake & Josh.
Em 2006, ela teve um pequeno papel no filme Step Up as Camille, a irmã adotiva mais nova do personagem Channing Tatum. Ela forneceu a voz de Isabella Garcia-Shapiro e Jenny (até a quarta temporada) na série de animação do Disney Channel Phineas e Ferb, de 2007 a 2015, e criou pessoalmente a frase de Isabella “Whatcha doin’?”. Em 2008, ela estrelou no filme original do Disney Channel Camp Rock como Caitlyn Gellar, uma aspirante a produtora musical. A sua recepção em Camp Rock foi particularmente forte, com vários meios de comunicação social a sugerirem que já era tempo de ela desempenhar um papel principal, tendo apoiado outros grandes nomes, como Will Smith e Eminem. Stoner estrelou como Alice McKinley no filme Alice Upside Down, baseado vagamente na série Alice, particularmente The Agony of Alice, de Phyllis Reynolds Naylor. Este foi seu segundo papel e, de acordo com uma entrevista que aparece no lançamento direto para DVD, ela afirma que esta foi a primeira vez que ela teve que aparecer em todas as cenas de um filme.
Em 2008, ela cantou duas músicas, “Lost and Found” e “Free Spirit”, da trilha sonora do filme Alice Upside Down, no qual ela interpreta o papel principal. Ela também gravou uma versão cover da música Dancing in the Moonlight para o DVD/Blu-ray do filme da Disney de 2009, Space Buddies. Em 2010, Stoner apareceu no terceiro filme Step Up Step Up 3D em frente a Adam Sevani, onde ela reprisou o papel. Stoner carregou um vídeo na sua página oficial no YouTube do seu ensaio final de dança que apresentou outros membros do elenco. No mesmo ano, Stoner voltou a repetir o seu papel de Caitlyn Gellar em Camp Rock 2: The Final Jam, uma continuação de Camp Rock. Stoner também foi a estrela da série de drama de televisão House como patinadora.
Em 2011, Stoner começou a trabalhar com produtores de discos, compositores e um treinador vocal para mudar seu estilo vocal de “kiddie-pop” para uma vibração pop mais soul com um pouco de alternativa para seu primeiro álbum de estúdio. Em 4 de abril de 2010, Stoner postou um vídeo em seu Canal YouTube anunciando o lançamento de seu primeiro single “Flying Forward” em 20 de abril de 2010. Stoner lançou seu EP de estréia, Beat the System, em 2011. Ela também apareceu em vídeos relacionados com o Wii Fit no Canal Nintendo na consola de videojogos Wii, demonstrando exercícios de equilíbrio. Stoner substituiu Hayden Panettiere como a voz de Kairi em Kingdom Hearts Re:Chain of Memories, Xion em Kingdom Hearts 358/2 Days, e ambas as personagens em Kingdom Hearts III. Ela expressou o personagem Opal nas temporadas três e quatro de The Legend of Korra.
DancingEdit
Após o treinamento coreográfico em Los Angeles, Stoner apareceu como bailarino de apoio em vários videoclipes, notadamente em “Work It”, “Gossip Folks”, “I’m Really Hot”, “Just Lose It”, de Eminem, e “No Tengo Dinero”, dos Kumbia Kings. Ela também foi bailarina de apoio do OutKast no Kids’ Choice Awards de 2004 e do Will Smith no show de 2005. Stoner dançou com um grupo de dança chamado The JammX Kids entre 2003 e 2006. Ela deixou o grupo no início de 2006 devido a conflitos de agenda, mas continua a trabalhar com as crianças individualmente em diferentes trabalhos. Ela também foi uma das dançarinas nas características especiais do DVD Shark Tale.
Stoner dá aulas de hip hop no Millennium Dance Complex, e é creditada como a pessoa mais jovem a dar uma aula de mestre lá. Ela também apareceu no “We Got the Beat” de Debby Ryan para a Disney Channel’s Radio Rebel. Em fevereiro de 2015, ela lançou um vídeo de tributo à dança da Missy Elliot com um medley de vídeos da Missy Elliott que ela tinha dançado quando era mais jovem. Na primeira semana, ela recebeu mais de 12 milhões de visualizações. Missy Elliott convidou Alyson para apresentar “Work It” com ela no MTV Video Music Awards 2019.
PublishingEdit
Stoner foi o “editor de dança” da KEWL Magazine. Em fevereiro de 2009, Stoner lançou o Projeto Alyson Stoner descrito como “um vídeo híbrido de dança – fundindo vários estilos de entretenimento em um só pacote”. Ele foi dirigido por Kevin Schmidt, sua co-estrela de Cheaper pela Dozen.