Un trou noir stellaire résulte de l'effondrement d'une étoile massive sur elle-même. Cet effondrement se manifeste directement par l'apparition d'une supernova, possiblement associée à un sursaut gamma. Un tel trou noir a une masse comprise entre trois et cinq masses solaires au minimum, le plus massif connu (en 2001) ayant une masse de 14 masses solaires. Les principaux progéniteurs de trous noirs stellaires par effondrement sont les étoiles Wolf-Rayet.