През 1996 Стефан Вълдобрев музика за две американски продукции, снимани в България: „Хубав живот“ (Good Life) и „Синдбад“ (Sindbad) – нискобюджетни филми от типа B-movie, правени за азиатския видео пазар и никога не излизали на голям екран. По същото време композира и за няколко телевизионни проекта на Българската Национална Телевизия. През 1999 кинорежисьорът Стефан Командарев го кани за композитор на дебютния си филм „Пансион за кучета“. Вълдобрев пише както оркестровите теми, така и музиката и текста за шест песни, изпълнени от някои от най-изявените алтернативни групи по това време: „Уикеда“, „Анимационерите“, „Стейн“, „Бейбифейс клан“, „Инфинити“. Работата му донася наградата за дебют на Националния фестивал за игрално кино „Златна роза“. Парчетата биват издадени в първия български филмов саундтрак, който по-късно се радва на изключителен успех, а пилотната „Аз ли съм или не съм“, изпълнена от Стефан и Арабел Караян се превръща в една от класическите филмови песни на съвременното българско кино. Две години след това Командарев и Вълдобрев си сътрудничат отново в документалния проект „Азбука на надеждата“. През 2008 тяхното партньорство кулминира в игралния хит на режисьора „Светът е голям и спасение дебне отвсякъде“. Базиран на романa-бестселър на немския писател от български произход Илия Троянов и с Мики Манойлович в главната роля, филмът печели множество зрители и международни награди, влизайки в шорт-листа за „Оскар“ за чуждоезичен филм. След 2008 Вълдобрев започва да получава поредица покани за участие в Европейски филмови копродукции, композирайки музиката за значителен брой игрални и документални филми като чешките „Мънисто“ (Marbles / Kuličky), „Убийство по чешки“ (Killing, the Czech Way), „Любов в гробницата“ (Love in the Grave / Laska v hrobe), „Историята на господин Ласка“ (The Story of Mr. Love / Otázky pana Lásky), норвежкия „Можеш ли да говориш?“ (Can You Talk? / Kan du Snakke?) и словенския „Шоково състояние“ (The State of Shock / Stanje soka). През 2013 създава партитурите за историческия сериал на Българската Национална Телевизия, третиращ темата за спасяването на българските евреи „Недадените“, а през 2014 – за филма на Командарев „Съдилището“. Тъй като мащабите стават все по-големи, а сроковете в киното – твърде кратки, Стефан успява да събере и стикова компактен екип от съмишленици, като най-тясна е връзката му с неговия колега Веселин Караатанасов, с който сътрудничи върху оркестрациите.
Музикалният стил на Стефан Вълдобрев е трудно да бъде рамкиран и варира успешно в зависимост от основата на драматургичния текст или сценария. С течение на времето или според жанровите изисквания на дадена постановка или филм, Вълдобрев създава широк диапазон произведения – от лирични, ноктюрни сюити до балкански хора и духови ритми, от класически партитури за симфоничен оркестър или струнни квартети до етно-ембиънт пиеси, често привнасяйки ироничен привкус в използването на цигански мотиви, семпли джазови идиоми или циркови теми, базирани на додекафонията и абсурда. Артистични движения като Ню Романтисизъм, Постминимализъм или Уърлд Мюзик оказват определено влияние върху неговото творчество. Но ако трябва да се формулира някакъв основен отличителен белег за работата му, може би това е почти задължителната употреба на ясен и запомнящ се лайтмотив в мнозинството от неговите композиции.
Въпреки че познанията му идват главно от дванадесетте години пиано, класическа китара и солфеж, Стефан успява да изгради механизъм за дълготрайно професионално сътрудничество с някои от най-изтъкнатите български музиканти, джаз, рок и етно банди, класически оркестри и диригенти. Той често споделя мнението, че определено чувства липсата на академично музикално образование, но я компенсира с предимството да е актьор, композиращ за свои колеги актьори на сцената или на екрана. „В крайна сметка, ако си имал верните учители и те са били перфектни в дадена област на изкуството (какъвто беше моят случай), те могат да те научат на законите на изкуството по начин, който е приложим за всяка артистична сфера. Защото законите на изкуството са универсални. За мен няма разлика дали вая образ, композирам музика или пиша поезия за моите песни – всичко се свежда до умението да разказваш истории, да комуникираш правилно, да споделяш мисли и емоции. Да вълнуваш хората, представяйки им видения от твоя собствен свят“.