Tak berhenti di situ, dahaga intelektualnya membawa Stella ke jenjang pendidikan selanjutnya.
Ia menempuh program doktoral di Northwestern University, AS, dan resmi menyandang gelar Ph.D. dalam bidang psikologi kognitif pada 2010.
Perjalanan akademiknya berlanjut dengan program penelitian pascadoktoral di University of British Columbia, Kanada, hingga 2012.
Berbekal ilmu dan riset yang mendalam, ia kemudian meniti karier sebagai dosen dan peneliti. Ia menjadi asisten profesor di Swarthmore College, Pennsylvania, AS, dari 2012 hingga 2018.
Karier akademiknya mencapai puncak saat ia diangkat menjadi profesor tetap di Tsinghua University, Beijing, Tiongkok, salah satu universitas teknik terkemuka di dunia.
Di sana, Stella memegang jabatan penting sebagai Research Chair di Tsinghua Laboratory of Brain and Intelligence serta Direktur di Child Cognition Center. Riset-risetnya yang berfokus pada cara manusia belajar dan berpikir telah dipublikasikan di berbagai jurnal ilmiah bergengsi.
Ia juga aktif dalam organisasi ilmiah Cognitive Science Society dan telah menerima dana penelitian jutaan dolar dari berbagai institusi, termasuk Lego Foundation.
