Im Jahr 1753 kam Niccolò Jommelli an den württembergischen Hof nach Stuttgart. Der damals 39-jährige Italiener war zu dieser Zeit bereits ein namhafter Komponist in Europa. Er hatte zuvor in Neapel, Rom, Bologna, Venedig und Wien gewirkt und war vor allem durch seine Opern berühmt geworden, die an den großen Bühnen Italiens und im Ausland aufgeführt wurden.
Herzog Karl Eugen von Württemberg, der an seinem Hof eine moderne und erstklassige Hofmusik etablieren wollte, hatte Jommelli aus Rom abgeworben, wo dieser als Vizekapellmeister am Petersdom tätig gewesen war. Das Angebot Karl Eugens bot Jommelli vor allem auf dem Gebiet der Oper, die ihm eine große kompositorische Ausdrucksfähigkeit erlaubte, vielversprechende Aussichten. Der Herzog beabsichtigte die Oper zu einer festen Institution an seinem Hof zu machen, um seinen Gästen ein anspruchsvolles und mondänes Amüsement bieten zu können und sich zugleich den untereinander wetteifernden europäischen Höfen als ausgesprochener Kunstkenner zu präsentieren. Deshalb hatte er 1750 das Neue Lusthaus in Stuttgart zum Opernhaus umbauen und dort einen eindrucksvollen Opernsaal mit freitragender Tonnendecke einrichten lassen. Bereits im Februar und im April 1751 wurden dort erstmals zwei Opern Jommellis, „Ezio“ (1749) und „Didone abbandonata“ (1749), gespielt.
Per Dekret vom 21. November 1753 erhielt Jommelli eine Berufung an den württembergischen Hof als Oberkapellmeister. Ihm wurden ein Gehalt von 3000 Gulden, das in den folgenden Jahren mehrfach aufgestockt wurde, und Naturalien in großem Umfang zugesagt. Damit überstiegen seine Bezüge die seines Vorgängers Ignaz Holzbauer (1711-1783) um ein Vielfaches, und Jommelli war wohl einer der bestbezahlten Kapellmeister seiner Zeit. Außerdem erhielt er für damalige Verhältnisse außergewöhnliche künstlerische Freiheiten und Befugnisse. Jedes Jahr hatte er zwei neue Opern zu komponieren, die jeweils am Geburtstag des Herzogs in der Karnevalszeit, am 11. Februar, und an dessen Namenstag, dem 4. November, Premiere haben sollten. Er erhielt das Privileg, selbst zu entscheiden, welche neuen Musiker und Sänger eingestellt werden und überließ dies nicht, wie sonst üblich, dem Herzog. Auch durfte Jommelli jedes Jahr für sechs Wochen nach Italien reisen, um seine dortigen Kontakte weiterhin zu pflegen. Er kümmerte sich um die Anschaffung neuer Instrumente und entschied über die Aufführung fremder Kompositionen.
Jommelli war am württembergischen Hof für die Oper, Kammer-, Tafel- und Kirchenmusik verantwortlich. Hierfür standen ihm ausgezeichnete Musiker und hervorragende Sänger zur Verfügung, die als oft schon bekannte Solisten vorwiegend aus Italien geholt worden waren. Während seiner Zeit am württembergischen Hof schuf Jommelli knapp 30 Opern. Besondere Anerkennung erhielt er für seine Opera seria, Opern, die ernste historische Ereignisse auf die Bühne brachten und als äußerst anspruchsvoll galten. In diesen durchbrach er die konventionellen musikalischen Formen und steigerte den dramatischen Ausdruck. Besonders in den Accompagnato-Rezitativen erweiterte er die Klangfarbe, z.B. durch den Einsatz der Blasinstrumente, und differenzierte den begleitenden Orchesterpart stärker aus. Darüber hinaus brachte er ein bisher nicht gehörtes intensives Orchester-Crescendo hervor, das Zeitgenossen als so mitreißend beschrieben, dass den Zuhörern der Atem stockte.
Obwohl Jommelli bevor er nach Stuttgart kam, bereits für seine kirchlichen Kompositionen bekannt war und geschätzt wurde, können seiner Stuttgarter Zeit nur vier große sakrale Werke zugeordnet werden. In diesen Kompositionen griff er auf Passagen und musikalisches Material seiner früheren Werke zurück, eine damals übliche Praxis, besonders bei Kompositionen, die unter Zeitdruck entstanden. So schuf Jommelli in nur drei Tagen das „Requiem in Es-Dur“, das 1756 auf der Beerdigung der Mutter des Herzogs Maria Augusta gespielt wurde.
Ab dem Jahr 1757 leistete sich Herzog Karl Eugen außerdem ein Ballett, für das er selbstverständlich nur herausragende ausländische Tänzer verpflichtete. Ballette waren normalerweise kein Teil der Oper. Getanzt wurde vor und nach der Opernaufführung und zwischen den einzelnen Akten, die sogenannten Intermezzi. In der letzten Szene der Oper „Vologeso“ (1766) tritt jedoch ein zur Handlung gehörendes Schlussballett auf. Darüber hinaus schrieb Jommelli wohl nur für zwei weitere Ballette die Musik, die aber nicht überliefert ist.
Der vielgereiste Abenteurer Giacomo Casanova hielt sich 1760 in Stuttgart auf und zeigte sich beeindruckt von den Festen des Herzogs und der kostspieligen künstlerischen Vielfalt am Hof. In seinen Memoiren beschreibt er den Hof des Herzogs von Württemberg als den „glänzendsten von Europa. […] Die großen Ausgaben des Herzogs bestanden in großzügigen Gehältern, prachtvollen Gebäuden, Jagdzügen und Verrücktheiten aller Art; ein Vermögen kostete ihn jedoch das Theater. Es gab eine Französische Komödie, eine Komische Oper, eine italienische Opera seria und Opera buffa, und zehn Paare italienischer Tänzer, von denen jedes bereits in einem berühmten Theater Italiens als Solisten aufgetreten war. […] ein Maschinist baute ihm Dekorationen, die den Zuschauer fast an Zauberei glauben ließen.“
Doch ab 1767 ergriff Herzog Karl Eugen erste Sparmaßnahmen, um die immensen Vergnügungsausgaben zu reduzieren. Er entließ den hochbezahlten Ballettmeister und weitere Bühnen- und Orchestermitglieder. Die Arbeitsbedingungen der Künstler am Hof verschlechterten sich allmählich. Als Jommelli von einer längeren Reise 1769 nach Stuttgart zurückkam, hatte der Herzog ohne sein Wissen und Einverständnis neue Sänger engagiert. Außerdem betrachtete Karl Eugen die Arbeiten Jommellis als sein Eigentum und weigerte sich, Jommelli seine Kompositionen auszuhändigen. Daraufhin bat Jommelli im September 1769 um seine Entlassung und kehrte nach 16 Jahren am württembergischen Hof nach Italien zurück. Der Herzog widmetet sich fortan einer neuen Leidenschaft: Er gründete 1770 die Hohe Karlsschule auf der Solitude und bildete dort den militärischen und künstlerischen Nachwuchs künftig selbst aus.