W 1897 zadebiutował jako dyrygent wykonując własny utwór, uwerturę symfoniczną Excelsior!. W latach 1906–1907 mieszkał we Florencji. Od 1907 do 1923 był kierownikiem artystycznym i dyrygentem stowarzyszenia orkiestrowego (Orkesterförening) w Göteborgu, popularyzując m.in. dzieła Brucknera i Nielsena. W latach 1923–1925 był kapelmistrzem Kungliga teatern w Sztokholmie. Członek Akademii Muzycznej (Musikaliska Akademien, 1900), doktor honoris causa w Göteborgs högskola (1916).
Twórczość Twórczość Stenhammera podzielić można na trzy okresy. Zaczął on od muzyki późnoromantycznej. W jego kompozycjach z tego okresu widoczne są wpływy Liszta, Brahmsa i Wagnera, ale muzyka jest nasycona jest nordyckim brzmieniem. Szczytowym osiągnięciem kompozytora z tego okresu są jego wczesne opery Gildet på Solhaug (1892-1893) i Tirfing (1897–1898), choć nie zyskały one popularności. W drugim etapie swojej twórczości Stenhammer wzorował się na muzyce klasyków: Beethovena, Haydna i Mozarta. Pomimo to jego muzyka zachowała nordycki koloryt. Reprezentatywne utwory z tego okresu to: Ett kantata (1904-1905) i drugi koncert fortepianowy. Po 1909 Stenhammar rozpoczął zgłębianie zasad kontrapunktu.