Dopo un breve ritorno a Copenaghen, Stenone fu richiamato a Firenze da Ferdinando, ma al suo arrivo il Granduca era già morto. Stenone fu comunque accolto assai benignamente dal suo successore Cosimo III. Nel 1672 fu richiamato in Danimarca e nominato "regio anatomico", ma vi rimase solo due anni, dopo i quali si spostò nuovamente a Firenze. Nel 1675 venne ordinato sacerdote e celebrò la prima messa nel santuario della SS. Annunziata il 14 aprile; nel 1677 fu nominato vescovo titolare ("in partibus infidelium") di Tiziopoli, nell'attuale Turchia, e vicario apostolico della Germania settentrionale, con sede ad Hannover. Come scrive Gould nell'opera citata in bibliografia: