Er absolvierte 1817-1819 in Erfurt und an der Bauakademie in Berlin eine Feldmesserausbildung und legte 1826/27 an der Berliner Bauakademie die Baumeisterprüfung ab. Nach zahlreichen Reisen durch Europa wurde Stüler 1831 Direktor der Schloßbaukommission und nach Schinkels Erkrankung Bauberater Friedrich Wilhelms IV. 1842 avancierte er zum Architekten des Königs und 1854 zum Ministerialbaudirektor und Dezernenten für Kirchenbau. Zusammen mit Edmund Knoblauch gründete er 1824 den Architektenverein zu Berlin, war ab 1841 Mitglied der Akademie der Künste und bereitete 1846 mit einer Denkschrift die Reorganisation der Bauakademie vor, deren Mitdirektor er 1849 wurde. Zu seinen wichtigsten Bauten gehören das Neue Museum in Berlin, das Schloß Schwerin, das Orangerieschloß in Potsdam-Sanssouci, die Neue Synagoge in der Oranienburger Straße in Berlin, die Nationalgalerie in Berlin sowie zahlreiche Kirchenbauten, u. a. die Matthäikirche im Bezirk Tiergarten. Stüler wurde auf dem Friedhof der Dorotheenstädtischen und Friedrichswerderschen Gemeinden, Chausseestraße 126, beigesetzt.