År 2001 blev Stoner tillsammans med Michael Alan Johnson värd för Disney Channel Mike’s Super Short Show, ett infomercial-segment som handlar om kommande Disney-utgåvor. År 2003 och 2005 medverkade hon som Sarah, ett av de tolv Baker-barnen, i de framgångsrika komedierna Cheaper by the Dozen och Cheaper by the Dozen 2. Hon har också medverkat i flera tv-serier som riktar sig till en företeendepublik, bland annat The Suite Life of Zack & Cody, That’s So Raven och Drake & Josh.
2006 hade hon en liten filmroll i Step Up som Camille, Channing Tatums karaktärs yngre fostersyster. Hon gjorde rösten till Isabella Garcia-Shapiro och Jenny (fram till säsong 4) i den animerade serien Phineas and Ferb på Disney Channel 2007-2015, och kom personligen på Isabellas catchphrase ”Whatcha doin’?”. År 2008 spelade hon huvudrollen i Disney Channel Originalfilm Camp Rock som Caitlyn Gellar, en aspirerande musikproducent. Hennes mottagande i Camp Rock var särskilt starkt, och olika medier föreslog att det var på tiden att hon spelade en huvudroll efter att ha backat upp för andra stora namn som Will Smith och Eminem. Stoner spelade huvudrollen som Alice McKinley i filmen Alice Upside Down, löst baserad på Alice-serien, särskilt The Agony of Alice av Phyllis Reynolds Naylor. Detta var hennes andra huvudroll och enligt en intervju som finns med på direktutgåvan av DVD:n uppger hon att detta var första gången hon var tvungen att vara med i varje scen i en film.
År 2008 sjöng hon två låtar, ”Lost and Found” och ”Free Spirit”, från soundtracket till filmen Alice Upside Down, i vilken hon spelar huvudrollen. Hon har också spelat in en coverversion av låten Dancing in the Moonlight för Disney DVD/Blu-ray-filmen Space Buddies från 2009. År 2010 medverkade Stoner i den tredje Step Up-filmen Step Up 3D mot Adam Sevani där hon återupptog rollen. Stoner laddade upp en video på sin officiella YouTube-sida av sin sista dansrepetition där hon presenterade andra skådespelare. Samma år återvände Stoner för att återuppta sin roll som Caitlyn Gellar i Camp Rock 2: The Final Jam, en uppföljare till Camp Rock. Stoner gästspelade också i tv-dramaserien House som en skridskoåkare.
Under 2011 började Stoner arbeta med skivproducenter, låtskrivare och en sångcoach för att förändra sin röststil från ”kiddie-pop” till en mer soulig popvibbla med en lite alternativ kant för sitt första studioalbum. Den 4 april 2010 lade Stoner upp en video på sin YouTube-kanal där hon meddelade att hennes debutsingel ”Flying Forward” skulle släppas den 20 april 2010. Stoner släppte sin debut-EP med titeln Beat the System 2011. Hon har även medverkat i Wii Fit-relaterade videor på Nintendokanalen för videospelkonsolen Wii där hon demonstrerar balansövningar. Stoner ersatte Hayden Panettiere som röst för Kairi i Kingdom Hearts Re:Chain of Memories, Xion i Kingdom Hearts 358/2 Days och båda karaktärerna i Kingdom Hearts III. Hon var röst för karaktären Opal i säsong tre och fyra av The Legend of Korra.
DancingEdit
Efter koreografutbildning i Los Angeles uppträdde Stoner som bakgrundsdansare i flera musikvideor, särskilt Missy Elliotts ”Work It”, ”Gossip Folks”, ”I’m Really Hot”, Eminems ”Just Lose It” och ”No Tengo Dinero” av Kumbia Kings. Hon har också varit reservdansare för OutKast vid Kids’ Choice Awards 2004 och för Will Smith vid showen 2005. Stoner dansade med dansgruppen The JammX Kids mellan 2003 och 2006. Hon slutade med gruppen i början av 2006 på grund av schemakonflikter, men fortsätter att arbeta med de enskilda barnen på olika jobb. Hon var också en av dansarna i specialfilmerna till DVD:n Shark Tale.
Sterner undervisar hiphopklasser på Millennium Dance Complex, och är krediterad som den yngsta personen att undervisa i en masterclass där. Hon har också medverkat i Debby Ryans ”We Got the Beat” för Disney Channel’s Radio Rebel. I februari 2015 släppte hon en danshyllningsvideo till Missy Elliot med ett mash up medley av Missy Elliott-videor som hon hade dansat i när hon var yngre. Inom den första veckan fick den mer än 12 miljoner visningar. Missy Elliott bjöd in Alyson att framföra ”Work It” tillsammans med henne vid MTV Video Music Awards 2019.
PublishingEdit
Stoner var ”dansredaktör” för KEWL Magazine. I februari 2009 släppte Stoner Alyson Stoner Project som beskrivs som ”en dansvideohybrid – som smälter samman många underhållningsstilar i ett paket”. Den regisserades av Kevin Schmidt, hennes medspelare från Cheaper by the Dozen.