Năm 1940, Stern bắt đầu biểu diễn với nghệ sĩ dương cầm người Nga Alexander Zakin và hai người cộng tác cho đến năm 1977.[10] Trong giới âm nhạc, Stern trở nên nổi tiếng về những bản thu âm của mình và về số lần vô địch nhất định với tư cách là một nghệ sĩ trẻ tuổi. Trong số những tài năng mà ông khám phá ra được có những nghệ sĩ cello Mã Hữu Hữu, Vương Kiên và các nghệ sĩ vĩ cầm nổi tiếng Itzhak Perlman, Pinchas Zukerman.

Vào thập niên 1960, ông đã đóng một vai trò quan trọng trong việc giải cứu Khán phòng Carnegie của Thành phố New York khỏi sự phá hủy bằng cách tổ chức Ủy ban Công dân để Cứu Hội trường Carnegie.[11] Sau khi Thành phố New York mua lại Hội trường Carnegie, Tập đoàn hội trường Carnegie Hall được thành lập và Stern được chọn làm chủ tịch đầu tiên, một chức danh mà ông giữ cho đến khi qua đời.[2] Hội trường Carnegie sau đó đã đặt tên khán phòng chính là Stern để vinh danh ông.[12][13]

Trong số nhiều bản thu âm của Stern có các bản concerto của Brahms, Bach, Beethoven, Mendelssohn, Sibelius, Tchaikovsky, Vivaldi và các tác phẩm hiện đại của Barber, Bartók, Stravinsky, Bernstein, Rochberg và Dutilleux. Bản concerto của Dutilleux mang tên L'arbre des songes (Tạm dịch: Ngọn cây của những giấc mơ) thuộc về ủy quyền của chính Stern năm 1985. Ông cũng lồng tiếng cho các diễn viên chơi violin trong một số bộ phim, chẳng hạn như Fiddler on the Roof.

Stern từng là cố vấn âm nhạc cho bộ phim năm 1946 mang tên Humoresque, kể về câu chuyện một tài năng vĩ cầm đang nổivà người bảo trợ của anh, lần lượt do John Garfield và Joan Crawford. Ông cũng là nghệ sĩ độc tấu violin đặc biệt trong phần nhạc phim năm 1971 của Fiddler on the Roof.[14] Năm 1999, ông xuất hiện trong bộ phim Music of the Heart (tạm dịch: Âm nhạc của trái tim), cùng với Itzhak Perlman và một số nghệ sĩ vĩ cầm nổi tiếng khác cùng với dàn nhạc trẻ do Meryl Streep chỉ huy (bộ phim dựa trên câu chuyện có thật về một giáo viên vĩ cầm tài năng ở Harlem, người đã đưa các nhạc sĩ của cô đến biểu diễn trong một buổi hòa nhạc ở khán phòng Carnegie).

Trong cuốn tự truyện đồng tác giả của mình với Chaim Potok mang tên My First 79 Years (tạm dịch: 79 năm đầu tiên của đời tôi), Stern đã viết Nathan Milstein và Arthur Grumiaux là những người có ảnh hưởng lớn đến phong cách biểu diễn của ông.[15]

Ông giành giải Grammy cho sự nghiệp của mình cùng với Eugene Istomin và Leonard Rose, bộ ba nhạc thính phòng nổi tiếng trong những năm 1960 và 70, đồng thời ông tiếp tục công việc hợp tác của mình với Alexander Zakin trong thời gian này. Stern đã thu âm một loạt tứ tấu piano trong những năm 1980 và 1990 với Emanuel Ax, Jaime Laredo và Mã Hữu Hữu, bao gồm các tác phẩm của Mozart, Beethoven, Schumann và Fauré, giành giải Grammy khác vào năm 1992 cho tác phẩm tứ tấu của Brahms Op. 25 và 26.[16]

Năm 1979, bảy năm sau khi Richard Nixon có chuyến thăm chính thức đầu tiên của tổng thống Hoa Kỳ tới đất nước này, Cộng hòa Nhân dân Trung Hoa đã đề nghị Stern và nghệ sĩ dương cầm David Golub một lời mời chưa từng có là đến thăm đất nước này. Trong thời gian ở đây, ông cộng tác với Hiệp hội Giao hưởng Trung ương Trung Quốc (nay là Dàn nhạc giao hưởng Quốc gia Trung Quốc) dưới sự chỉ đạo của nhạc trưởng Li Delun. Chuyến thăm của họ đã được quay và sản xuất thành đến bộ phim tài liệu giành giải Oscar mang tên From Mao to Mozart: Isaac Stern in China (tạm dịch: Từ Mao Trạch Đông đến Mozart: Isaac Stern ở Trung Quốc).[15]