Первая основная роль Столла была в сериале NBC «Закон и порядок: Лос-Анджелес», который был закрыт после одного сезона в 2011 году. Позже в том же году он взял на себя роль Эрнеста Хемингуэя в фильме Вуди Аллена «Полночь в Париже», которая принесла ему номинацию на премию «Независимый дух» за лучшую мужскую роль второго плана. Его прорывом в карьере стала роль в сериале Netflix «Карточный домик» в 2013 году. За неё он в 2014 году номинировался на премии «Золотой глобус» и «Выбор телевизионных критиков» за лучшую мужскую роль второго плана в драматическом сериале. Следом Столл получил ведущую роль в сериале FX «Штамм», который основан на одноимённой серии романов. Столлу, который в жизни не имеет волос, пришлось носить парик, чтобы соответствовать роли.
В 2016 году он исполнил роль гангстера Бена Доржмана в «Светской жизни» Вуди Аллена. Летом 2016 года Столл сыграл греческого воина Улисса в театральной постановке «Троил и Крессида» по пьесе Шекспира в Центральном парке Нью-Йорка.
В 2018 году Кори Столл принял участие в 4 проектах: «Чайка» (роль Бориса Тригорина), «Человек на Луне», телесериале «Романовы» и авантюрной комедии «Тачка на миллион» о знаменитом изобретателе Джоне ДеЛореане и истории создания им легендарной «машины времени» DMC-12, ставшей культовой после выхода на экраны кинофраншизы «Назад в будущем». «Тачка на миллион» вышел в российский прокат 29 августа 2019 года.
Можно отметить роль злодея в супергеройском фильм киновселенной MARVEL, Желтого Шершень и М.О.Д.О.К в фильмах «Человек-Муравей и Человек-Муравей. Квантомания».
Личная жизнь: В 2015 году женился на Наде Бауэрс. Надя — потомок первой жены Наполеона Бонапарта, Жозефины де Богарне, правнучка герцога Лейхтенбергского. В начале ноября 2015 года Кори и Надя стали родителями.