Hörseln förbättrades delvis när nerverna i örat, som passerar ljud in i hjärnan, återuppbyggdes i gerbils - en brittisk studie i tidskriften Nature rapporterar.
Att få samma förbättring hos människor skulle vara ett skifte från att inte kunna höra trafik till att höra ett samtal.
Men att behandla människor är fortfarande en avlägsen framtidsutsikt.
Om du vill lyssna på radion eller ha en pratstund med en vän ditt öra måste omvandla ljudvågor i luften till elektriska signaler som hjärnan kommer att förstå.
Detta sker djupt inne i innerörat där vibrationer flyttar små hårstrån och denna rörelse skapar en elektrisk signal.
Hos omkring en av 10 personer med uttalad hörselnedsättning skadas emellertid nervceller som bör fånga upp signalen. Det är som att släppa stafettpinnen efter det första benet i ett relälopp.
Syftet med forskarna vid universitetet i Sheffield var att ersätta de batondropparande nervcellerna, så kallade spiralganglionneuroner, med nya.
Även om det finns spänning vid utsikten att använda stamceller för att återställa nerver i örat denna exakta teknik kommer inte att hjälpa den stora, stora majoriteten av människor med hörselnedsättning.
De flesta hörselproblem orsakas av skador på de små känsliga hårstrån som omvandlar mekaniska vibrationer till elektricitet.
Denna forskargrupp har också omvandlat embryonala stamceller till de tidiga versionerna av hårcellerna.
Att injicera dem i örat för att återställa hörseln kommer dock inte att vara någon lätt uppgift.
Hårcellerna måste alla vara på exakt rätt plats och peka i exakt rätt riktning.
Prof Dave Moore sade att använda stamceller för att reparera hårstråna var "nästan en omöjlig uppgift" och att det långsökta konceptet att odla och transplantera ett ersättningsörat verkade mer troligt.
De använde stamceller från ett mänskligt embryo, som kan bli någon annan typ av cell i människokroppen från nerv till hud, muskel till njure.
En kemisk soppa tillsattes till stamcellerna som omvandlade dem till celler som liknade spiralganglioneuroner. Dessa injicerades sedan försiktigt i de inre öronen på 18 döva ökenråttor.
Över 10 veckor förbättrades ökenråttans hörsel. I genomsnitt hade 45 % av deras hörselintervall återställts i slutet av studien.
Doktor Marcelo Rivolta sade: " Det skulle betyda att man går från att vara så döv att man inte skulle kunna höra en lastbil på gatan till den grad att man skulle kunna höra ett samtal.
"Det är inte ett fullständigt botemedel, de kommer inte att kunna höra en viskning, men de skulle säkert kunna upprätthålla en konversation i ett rum."
Ungefär en tredjedel av gerbilerna svarade riktigt bra på behandlingen med att vissa återfick upp till 90 procent av hörseln, medan strax under en tredjedel knappt svarade alls.
Gerbils användes eftersom de kan höra en liknande räckvidd av ljud till människor, till skillnad från möss som hör högre-pitched ljud.
Forskarna upptäckte förbättringen av hörseln genom att mäta hjärnvågor. Gerbilerna testades också i bara 10 veckor. Om detta blev en behandling hos människor då skulle effekten behöva visas på en mycket längre sikt.
Det finns också frågor om säkerheten och etiken hos stamcellsbehandlingar som skulle behöva åtgärdas.
Prof Dave Moore, chef för Medical Research Council's Institute of Hearing Research i Nottingham, sade till BBC: "Det är ett stort ögonblick, det är verkligen en stor utveckling."
Men han varnade för att det fortfarande kommer att bli svårt att upprepa bedriften hos människor.
"Den största frågan är faktiskt att komma in i den del av innerörat där de kommer att göra lite nytta. Det är extremt liten och mycket svårt att komma till och det kommer att bli en riktigt formidabel företag," sade han.
Doktor Ralph Holme, chef för biomedicinsk forskning för välgörenhetsrörelsen Action on Hearing Loss, sade: "Forskningen är oerhört uppmuntrande och ger oss en verklig förhoppning om att det kommer att bli möjligt att fastställa den verkliga orsaken till vissa typer av hörselnedsättning i framtiden.
"För de miljontals människor för vilka hörselnedsättning urholkar deras livskvalitet, kan detta inte komma snart nog."
Brittiska forskare säger att de har tagit ett stort steg framåt när det gäller att behandla dövhet efter att stamceller användes för att återställa hörseln hos djur för första gången.