Stoltenberg kom med uttalelsen under et møte med den ukrainske presidenten Volodymyr Zelenskyj i dag. Møtet fant sted i Nato-hovedkvarteret i Brussel.
Ifølge Stoltenberg har russerne nå titusenvis av soldater samlet i grenseområdet mot Ukraina.
– Russland fortsetter styrkeoppbyggingen. Den har ingen berettigelse. Den virker destabiliserende og den underminerer sikkerheten i Europa, sa forsvarsalliansens leder på en pressekonferanse sammen med Zelenskyj.
OPPBYGGING: Et amerikansk sivilt satellittbilde viser russiske militære styrker om lag 250 kilometer fra grensa til Ukraina.
Foto: HANDOUT / AFPDen siste tiden har andre anslag gått ut på at den russiske hæren har nærmere 100 000 soldater i området mot nabolandet.
Stoltenberg understreket også at videre russisk aggresjon mot Ukraina vil ha alvorlige konsekvenser og vil komme med høye kostnader for Russland.
– De senere år har vi sett et mønster av aggressive handlinger fra russisk side, og Nato viser en evne til å svare, sa generalsekretæren.
Han viste til at alliansen har styrket det kollektive forsvaret siden Russland annekterte Krim-halvøya i 2014, og at Nato vil fortsette å gjøre det som er nødvendig for å beskytte alle de Nato-allierte.
Les også: Bekymring for at det kan gå mot en full krig i Ukraina
Ønsker dialog
Men Stoltenberg kom ikke bare med advarsler til russiske myndigheter.
Han sa at Nato er klare til å snakke med russerne i et møte i Nato-Russland-rådet.
– Dialog er enda viktigere når spenningen er høy, påpekte generalsekretæren.
De siste årene har det ikke vært noen møter i dette rådet.
KAMPKLARE: Russiske styrker under en øvelse i Sør-Russland for to dager siden.
Foto: APDe fleste vestlige lederne har de siste dagene advart Russland mot å sette i gang et militært angrep mot Ukraina.
Stoltenberg sier at Nato støtter Ukrainas suverenitet og rett til å selv bestemme over eget territorium.
Han understreket at ingen andre enn Ukraina og Natos 30 medlemmer kan bestemme om ukrainerne en gang i fremtiden blir medlem av alliansen.
Les mer: Russland vil svare med nye raketter hvis Ukraina får Natos angrepsvåpen
Russland vil ha garantier
Den russiske presidenten har gjentatte ganger sagt at Nato-medlemskap for Ukraina er en «rød linje». Altså noe som er helt uakseptabelt.
Det samme er Nato-baser med angrepsvåpen på ukrainsk jord.
Russland ønsker bindende garantier mot en slik utvikling.
SETTER KRAV: Den russiske viseutenriksministeren Sergej Rjabkov sier at Russland krever garantier mot at Ukraina blir medlem av Nato.
Foto: Thomas Peter / APDen russiske viseutenriksministeren Sergej Rjabkov overleverte i går et utkast til slike garantier under et møte med sin amerikanske kollega Karen Donfried under et møte i Moskva.
I dag sier russiske myndigheter til nyhetsbyrået RIA at de er klare til å diskutere dette med vestlige land.
Amerikanerne sier at de først vil drøfte utspillet med sine europeiske allierte.
Støre: – Fare for konflikt
Statsminister Jonas Gahr Støre sa i går til NRK at den sikkerhetspolitiske situasjonen som nå er i Europa, er den mest alvorlige siden 1989.
UROVEKKENDE: Statsminister Jonas Gahr Støre sier at det er veldig fare for væpnet konflikt mellom Russland og Ukraina.
Foto: Heiko Junge / NTBHan påpekte at det er mer enn 100 000 soldater fra Russland oppmarsjert på grensa til Ukraina.
– Det er en veldig fare for at det kan bli konflikt, for at den kan bli militær og at det kan bli krigshandlinger mellom land, sa Støre.
Statsministeren understreket at Norge må ta være på egen sikkerhet.
Selv om en konflikt mellom Ukraina og Russland eventuelt er et stykke unna, så er det som nå skjer urovekkende.
– Vi må tenke gjennom egen beredskap, sammen med våre Nato-allierte og naboene i Norden må vi være på vakt, sa statsministeren.