No sabemos dónde recibió su formación musical. Stadlmayr recibió en 1603 un cargo en la orquesta del arzobispo de Salzburgo, donde ascendió rápidamente a kapellmeister. Ya en 1607, fue nombrado Hofkapellmeister de Maximiliano III de Habsburgo en la corte de Innsbruck, quien lo valoraba en alto grado. Después de su muerte en 1618, se adoptó la medida de despedir a la orquesta de la corte. Stadlmayr permaneció en Innsbruck, a pesar de que sólo recibió una pequeña pensión. Por último, se empleó como kapellmeister en San Esteban en Viena. Pero fue el archiduque Leopoldo V de Tirol, sucesor de Maximiliano, quien le permitió permanecer en su cargo con un alto sueldo y fondos de gracia.

Stadlmayr fue reconocido por sus contemporáneos como un contrapuntista distinguido y un músico de iglesia extraordinariamente dotado. Bien conocido en toda Europa en su época, fue un prolífico compositor de iglesia y escribió seis libros de Misas en más de dieciséis partes y muchos otros volúmenes de música litúrgica, en los que mostró un seguro dominio del estilo polifónico anticuado como del nuevo concertato.

Su trabajo de composición incluye obras sobre todo religiosas. 21 de sus composiciones aparecieron impresas - por editores de Augsburgo, Munich, Passau, Viena, Ravensburg, Amberes e Innsbruck. Se encontraba entre los compositores que trabajaron en Austria y estaban bajo la influencia de Giovanni Gabrieli, y aunque nunca fue su alumno, dominó muy bien el estilo policoral veneciano. Sus Magnificats son notables por su magistral uso de dicho estilo. Su obra principal es la Missa Nº 5 a 12 "Super Bone Iesu", cuyo cantus firmus es un motete de Alessandro Grandi.