Ha una durata complessiva di 3 anni il progetto che porta, nel 2001, al debutto di Fiat Stilo al Salone dell'automobile di Ginevra. l'obiettivo è ottenere una vettura in grado di rilanciare le ambizioni europee della casa italiana nel segmento delle medie compatte. Per raggiungere tale risultato, Fiat ricorre ad un processo di sviluppo innovativo, adottando un pianale modulare estremamente flessibile, evoluzione profonda del pianale C. La Stilo rappresenta l'erede di Bravo e Brava e, come station wagon (proposta nel 2002 con il nome "Multiwagon"), della Marea. La versione 3 porte, più sportiva, replica a livello di abitabilità quanto proposto dagli altri veicoli facenti parte del medesimo segmento. La 5 porte, invece, risponde al desiderio di spazio e flessibilità delle famiglie, grazie anche ad una posizione di guida più elevata e ad un abitacolo più alto. Tra gli elementi principali rientrano, oltre all'avantreno, le sospensioni a schema McPherson.

Gli equipaggiamenti delle Fiat Stilo si caratterizzano per le diffuse innovazioni tecnologiche. Queste ultime consentono alla vettura di presentarsi come una valida alternativa a Ford Focus e Volkswagen Golf.\nLe versioni iniziali della Fiat Stilo lasciano ai consumatori 4 possibilità di scelta a livello di motorizzazioni. I propulsori a benzina sono 3, da 1.6, 1.8 e 2.4 cc (rispettivamente da 103, 133 e 170 cavalli), ai quali si affianca un motore 1.9 JTD a gasolio da 116 cavalli. A rendere la guida più piacevole è il servosterzo dotato di guida elettrica EPS. l'anno successivo al debutto vede l'introduzione di altri due motori; si tratta di un propulsore 1.2 a benzina e di un 1.9 a gasolio, entrambi da 80 cavalli. Risale al 2003 il primo restyling della Fiat Stilo che, oltre ad ampliare il parco motori, vede alcune modifiche sul piano estetico. Da segnalare, nel 2004, una versione sportiva concepita come omaggio a Michael Schumacher, e caratterizzata da un propulsore 2.4 (170 i cavalli di potenza) e da un cambio manuale a 5 rapporti.

Il cambiamento più significativo delle Fiat Stilo in vendita, in tema di motori, è del 2005, anno nel quale la gamma di propulsori a gasolio viene completamente rinnovata. Ora, a farne parte sono due versioni da 1.9 Multijet, rispettivamente da 120 e 150 cavalli. Nel 2006 la vettura beneficia di ulteriori aggiornamenti, volti a rendere la Fiat Stilo più moderna. Da qui l'inserimento di una mascherina frontale cromata e di una serie di nuovi allestimenti. Le versioni "Feel" vedono climatizzatore, radio e maniglie prodotte in tinta, mentre la Racing 3 porte si distingue per i cerchi da 17 pollici, una pedaliera in alluminio e il body kit sportivo. A partite dal 2007, il lancio della Nuova Fiat Bravo si riflette negativamente sulle vendite della Stilo; buoni risultati, invece, vengono ancora registrati dalle Fiat Stilo usate. La produzione prosegue per altri 3 anni; fino al 2008 ha luogo negli stabilimenti di Cassino. Nel biennio 2009-2010, invece, le Fiat Stilo nuove vengono realizzate solamente per il mercato sudamericano.