Dominateurs en première période, les hommes de Sebastian Hoeness ont manqué de réalisme et ont ouvert le score juste avant la pause par l'international marocain Bilal El Khannouss (39e), auteur d'un joli slalom au coeur de la défense adverse.
Cologne s'est montré bien plus dangereux en début de seconde période, mais Grischa Prömel a doublé la mise pour Stuttgart à l'heure de jeu (60e), avant que l'international bosnien Ermedin Demirovic n'offre une fin de match tranquille à son équipe, un quart d'heure plus tard (75e).
Cologne a réduit la marque dans les dix dernières minutes (81e) sur un but contre son camp de Ramon Hendriks, mais Josha Vagnoman à redonné trois buts d'avance à Stuttgart, d'une belle reprise de volée à l'entrée de la surface de réparation dans le temps additionnel (90e+1).
Stuttgart a ainsi idéalement préparé sa première rencontre de Ligue des champions, à domicile mardi (18h45) contre les Norvégiens de Viking Stavanger.