Από την αρχή της ειδικότητας του ανέπτυξε ενδιαφέρον στην επεμβατική καρδιολογία και την υπερηχογραφία καρδιάς, με αποτέλεσμα να έχει πραγματοποιήσει μεγάλο αριθμό αριστερών και δεξιών καθετηριασμών καρδιάς καθώς και διαθωρακικών ή διοισοφάγειων υπερήχων, ενώ διαθέτει και εμπειρία δυναμικής υπερηχογραφίας (stress echo).

Στα πλαίσια της ειδίκευσής του επιλέχθηκε από το Ωνάσειο Καρδιοχειρουργικό Κέντρο (ΩΚΚ) να πραγματοποιήσει την 3μηνη εκπαίδευσή του στην παιδοκαρδιολογία και στις συγγενείς καρδιοπάθειες ενηλίκων, συμμετέχοντας ενεργά σε όλες τις δραστηριότητες του τμήματος (κλινικές, απεικονιστικές και επεμβατικές), υπό την καθοδήγηση του καθηγητή κ. Ράμμου.

Μετά το πέρας της ειδίκευσής του και την απόκτηση του τίτλου ειδικότητας της Καρδιολογίας, αποφάσισε να εξειδικευθεί περαιτέρω στο αντικείμενο της παιδοκαρδιολογίας και των συγγενών καρδιοπαθειών ενηλίκων.

Σήμερα ο Στέφανος Α. Δεσποτόπουλος ασκεί την ειδικότητα της Καρδιολογίας στο ιδιωτικό του ιατρείο παρέχοντας ιατρικές υπηρεσίες υψηλής ποιότητας, ενώ ταυτόχρονα αποτελεί ενεργό μέλος του τμήματος Παίδων και Συγγενών καρδιοπαθειών ενηλίκων του Ωνασείου Καρδιοχειρουργικού Κέντρου, προσφέροντας καθημερινά ιατρικές υπηρεσίες σε όλα τα τμήματα που το απαρτίζουν.