В 1971 году получил должность ассистент-профессора в Калифорнийском университете в Беркли. С 1973 года совместно с коллегой по университету Юджином Воном (англ.Eugene Wong) занялся исследованием возможности построения реляционных баз данных на основе идей Эдгара Кодда. В рамках этих исследований была спроектирована и реализована система управления базами данных Ingres, которая отмечается как первая система, в которой были предложены такие ставшие фактическими стандартами возможности, как декларативная ссылочная целостность, триггеры, представления (как хранимые подстановки текстов запросов), индексы на основе B-деревьев[5]. В конце 1970-х годов Ingres удалось коммерциализировать, она распространялась за небольшую цену в основном в академической среде (на момент 1980 года было продано около 1 тыс. копий), Стоунбрейкер стал сооснователем компании Relational Technology, которая владела правами на Ingres. Позднее компания была переименована в Ingres Corporation и в итоге поглощена корпорацией Computer Associates.
В 1986 году, после продажи бизнеса Ingres Corporation, Стоунбрейкер инициировал новый проект системы управления базами данных, поддерживающей наряду с реляционной моделью данных принципы объектно-ориентированного программирования — Postgres (от лат.post и Ingres). Данный проект отмечается как первая практически реализованная объектно-ориентированная СУБД[6], система распространялась по лицензии BSD. Впоследствии код Postgres послужил основой для известной свободно распространяемой СУБД PostgreSQL. В середине 1990-х годов проект Postgres также был коммерциализирован, была создана компания Illustra, которая в 1996 году была продана корпорации Informix. Стоунбрейкер занял в Informix пост технического директора, на котором проработал вплоть до поглощения компании корпорацией IBM в 2000 году.
В 2000—2001 годы в Калифорнийском университете в Беркли руководил исследовательским проектом глобальной распределённой базы данных на основе федеративной модели вычислений — Mariposa. Интеллектуальные права на проект были приобретены в 2001 году корпорацией PeopleSoft.
В 2001 году занял должность профессора информатики в Массачусетском технологическом институте и инициировал большую серию исследовательских и практических проектов в области проектирования систем управления базами данных. Среди этих проектов:
Aurora — СУБД, ориентированная на поточную загрузку данных из внешних источников со специфическим языком манипулирования данными, в 2003 году проект коммерциализирован и основана компания StreamBase[англ.], в которой Стоунбрейкер стал сооснователем.
Morpheus — проблемно-ориентированная интеграционная СУБД, оптимизированная для трансформации и загрузки данных между разнородными источниками. Проект был начат в 2006 году совместно с группой исследователей из Флоридского университета, а в 2009 году Стоунбрейкер стал сооснователем компании Goby — поисковой системы, в основе функционирования которой лежит СУБД Morpheus.
HStore — распределённая без разделяемых ресурсов СУБД, ориентированная на OLTP-обработку, проект начат как исследовательский в 2007 году, а в 2009 году Стоунбрейкер с коллегами на основе исследований выпустили ориентированную на коммерческое применение СУБД VoltDB и основали одноимённую компанию.
SciDB — СУБД для научно-исследовательских приложений, проект инициирован Стоунбрейкером совместно с Дэвидом Девиттом (англ.David DeWitt), в разработке задействованы исследователи из шести университетов США.
В марте 2015 года стал лауреатом Премии Тьюринга за 2014 год с представлением «за фундаментальный вклад в принципы и практики, лежащие в основаниях современных систем управления базами данных»[10].
↑Contributors (неопр.) (PDF). Transactions on Systems, Man, And Cybernetics. IEEE (Sept 1972). Дата обращения: 14 июля 2009. Архивировано 11 августа 2012 года.
Making Databases Work. The Pragmatic Wisdom of Michael Stonebraker / Michael L. Brodie (editor). — Morgan & Claypool, 2019. — P. 730. — (ACM Books, #22). — ISBN 978-1-94748-719-2. — doi:10.1145/3226595. — сборник, включающий тьюринговскую лекцию Стоунбрейкера, научную биографию и большую серию статей ведущих специалистов по базам данных об исследованиях и проектах Стоунбрейкера
Michael Stonebraker(англ.). Interviews, comments. Monash Research (2 мая 2011). Дата обращения: 12 июня 2011. Архивировано 14 мая 2012 года. — сборник интервью Стоунбрейкера и коллекция комментариев