Torsdag ledet han møter med NATOs 28 forsvarsministre i hovedkvarteret i Brussel.
— Det viktigste er at man får til politiske løsninger, for i lengden er det ingen militær løsning på konflikten i Syria. Før eller siden må den ende ved forhandlingsbordet, sier Stoltenberg til Aftenposten.
Han sier det ikke er et spørsmål om , men når Syria-konflikten blir løst politisk og hvor mye død og lidelse landet vil oppleve før det skjer.
Stoltenberg sier Russland nå tester sine mest moderne våpen i Syria. Onsdag brukte Russland nye krysserraketter i Syria som ble avfyrt fra marinefartøy i Det kaspiske hav.
— Dette er en utfordring for NATO, og bidrar til å gjøre en vanskelig situasjon i Syria enda mer vanskelig. Og det blir heller ikke bedre av at Russland i hovedsak retter sine angrep mot andre grupper enn ISIL, sier Stoltenberg.
Forsvarsministerne diskuterte også atomvåpen:Som et gufs fra Den kalde krigen er atomvåpen igjen på NATOs agenda
- Alltid beredt til å forsvare Tyrkia
Tyrkia fikk mye støtte på møtet i Brussel etter at russiske fly var inne i tyrkisk luftrom flere ganger i helgen.
Stoltenberg understreket flere ganger at NATO står støtt bak sitt medlemsland.
— Vi er alltid beredt til å forsvare Tyrkia. Det er en sterk alliert med et sterkt forsvar selv, men en hovedgrunn til at vi har økt reaksjonsevnen til NATO er nettopp at vi skal kunne utplassere styrker raskt dersom det er nødvendig, sier han.
NATOs forsvarsministre vedtok også opprettelsen av to nye små hovedkvarterer, såkalte NFIU-er, i Ungarn og Slovakia. Fra før er seks slike sentre åpnet, og Aftenposten var med på innvielsen i Litauen i september.
Hovedkvarterene er et ledd i å øke alliansens tilstedeværelse og beredskap i Øst-Europa.
Interessert i nyheter om EU, NATO og utviklingen i Europa? Følg korrespondenten på Facebook.