毕业后参加上海交响乐团和苏石林办的歌剧院，常在坐落于蒲石路（今长乐路）、慕尔鸣路（今茂名北路）口的兰心大戏院演出。后去香港从事音乐教育工作，并为抗日战争作募捐演出。香港沦陷后返回上海。1942年去重庆，任国立音乐学院分院声乐教授。教学之余，经常参加抗日、救灾等义演。1944年4月14日，应宋庆龄特邀，与著名舞蹈家戴爱莲在重庆国泰戏院联合演出，收入40多万元，支援前方抗日将士。1979年3月斯义桂来华访问，10日下午宋庆龄特地邀请他参加会见，共进晚餐。

1947年春，斯义桂越过太平洋，赴美国开辟新的音乐天地。经过两年刻苦学习和演出实践，斯义桂在专供世界一流艺术家演出的纽约卡内基大厅举行独唱音乐会，这是该院历史上第一位中国音乐家登台演出。斯义桂一鸣惊人，获得高度评价，报纸称他为“音乐的化身”，“出色的歌喉可以与伟大的俄国男低音歌唱家夏里亚宾相媲美”，“是一个金嗓子”。这次演出成为斯义桂歌唱生涯的转折点，从此奠定了他在国际乐坛上的地位。

五十年代，斯义桂客串于纽约、旧金山、费城、匹兹堡、新奥尔良、圣安东尼奥等地歌剧院，担任主演要角，走红美国东、西部歌坛。1959年，斯义桂应邀到台湾演出，演唱的《老人河》、《教我如何不想他》、《满江红》等歌曲，台湾同胞非常喜欢，斯义桂的名字因此家喻户晓。

1961年，肯尼迪入主白宫，在总统就职仪式上，斯义桂荣任首席演唱。这位美国第35届总统称赞他是“美国的文化使者”，希望他在世界各地演出，宣传美国形象。

进入20世纪60—70年代后，斯义桂足迹遍及美洲、欧洲、亚洲、大洋洲，他用中、英、德、意、俄、法等6种语言，演唱数百首世界名曲，同美、德、法、英、荷等国一流乐团同台演出，并多次与世界级音乐指挥大师卡拉扬合作，同台献艺。

1970年后，斯义桂先后在美国克利夫兰音乐学院担任声乐教授，在罗切斯特大学伊斯曼特音乐学院任声乐系主任、终身教授。

1978年6月，斯义桂应香港总督麦理浩爵士邀请，到香港参加第四届亚洲艺术节。他与香港中乐团、香港管弦乐团合作，担纲两个节目，以此作为告别演出。当他唱完《红豆词》、《满江红》、《红彩姐妹》、《马车夫之恋》和苏联作曲家柴里普宁专门为他创作的清唱剧《欢悦与真挚——98号》后，听众报以热烈的掌声。满头白发的斯义桂在谢幕时饱含热

香港艺术节闭幕后，斯义桂应中国人民对外友好协会邀请，回国访问。他在上海会见了家乡亲人和昔日好友。1979年3月，中美建交，斯义桂作为美国政府代表团B组组长来到北京。同年7—12月，应文化部之邀，到上海音乐学院作为期一个学期的讲学。他从美国带来了装有教材、乐谱、资料、唱片、录音带，乃至录音机、立体声唱机等18件行李，作为馈赠母校的礼物。从酷暑到严冬，斯义桂全力以赴，指导学生声乐学习，举办学术讲座。上海音乐学院挑选了分属5个声部的8名男女学生，请他重点指导。他因材施教，逐个辅导，最后，这些学生举办教学音乐会，成绩斐然。得悉斯义桂在上海讲学，全国20多个省、市、自治区先后选派声乐教师、歌唱演员来上海音乐学院求教。斯义桂为他们开设大课3次，听众500多人次。他把积累40多年的演唱经验，无保留地回报给祖国母校和各地同行。讲学结束，贺绿汀院长把上海音乐学院“名誉教授”的证书授予斯义桂。

1979年12月，上海音乐学院讲学活动告一段落，斯义桂回故土奉化探亲终于成行。斯义桂生于上海，青年时代来过家乡，奉化的饮食习惯在他脑子里仍留有深刻印象。他一进家门就问：“臭冬瓜、苋菜股还有没有？”当家人回答“有”时，他郑重嘱咐：“吃饭时，别的菜可以不要，这两个菜不要漏掉。”

斯义桂对家乡感情很深，他说：“中国经过这么多战争，现在国家统一，社会安定，建设加快，前途不可估量。外国也不是什么都好，在贫困线下生活的人还很多。我不是实业家，经济有限，这方面对祖国、对家乡无大贡献，感到惭愧！”家人安慰他：“只要你的心到了，没有忘记祖国，就好。”斯义桂接着说：“我在音乐方面还有一点能力，要为祖国培养音乐人才尽我绵薄之力。”

1994年5月11日，著名男中低音歌唱艺术家、被称为中国海外文化三巨星（另二为林语堂、张大千）之一的斯义桂，走完了富有传奇色彩的79个春秋。5月16日，在旧金山的教堂里，250多位朋友为他举行追思礼拜。一年后，第一个周年来到之际，美国音乐界人士为纪念这位音乐大师，连续举办了3场专题音乐会。

斯义桂在美国的遗孀李蕙芬女士，根据斯义桂生前愿望，从大洋彼岸寄来了斯义桂生前最喜爱的套装，在故乡奉化建造了一座衣冠冢，斯义桂之子斯端仑设计了体面的墓碑，碑上嵌镶着一张斯义桂黄金时代的烧瓷照片。按照炎黄子孙的伦理观念，斯义桂终于落叶归根，魂返故里。1997年清明，李蕙芬女士从美国飞来奉化，祭扫亡夫。这个时间和斯义桂弃家渡洋，到西半球闯荡世界，相隔正好半个世纪。