En 2003 hizo su debut ATP al clasificar en Stuttgart (contra Marc López).Alcanzó la tercera ronda en su primer Grand Slam en Roland Garros siendo un clasificado (a Tursúnov, al n.º 10 Grosjean antes de perder en cinco sets contra Marat Safin.Clasificó en Gstaad y llegó a su primera semifinal ATP (perdió ante el posterior campeón Roger Federer).Debutó en el US Open y avanzó a la segunda ronda (perdió contra Olivier Rochus).En el Masters de Roma venció al campeón defensor y n.º 8 Moyá en primera ronda (contra Martín).En 2006 sus mejores resultados ATP fueron cuartos de final en Portschach, Buenos Aires y San Petersburgo.Ganó el Challenger de Nápoles (a di Mauro) y finalista en Génova (contra Fraile).En 2007 el tenista top italiano finalizó en el Top 50 por primera vez y destacó con dos apariciones en finales ATP en Valencia (contra Almagro) y Kitzbuhel (contra Mónaco).Su mejor resultado en Grand Slam fue en Roland Garros donde alcanzó la tercera ronda (contra Federer).Al mes siguiente obtuvo el título del Challenger de San Marino (a Montañés).En 2009 el italiano finalizó en el Top 100 por cuarto año consecutivo y por quinta vez en los últimos seis años gracias a consistentes presentaciones en Challengers (20-6).A continuación sufrió una caída en cuatro sets ante el n.º 3 del mundo Andy Murray en Roland Garros.En los siguientes dos meses tuvo 12-2 en Challengers, al ganar el título en Turín (a Máximo González), llegó a la final en Lugano (contra Stanislas Wawrinka) y semifinales en Prostejov.Según denunció en su día el diario italiano La Gazzetta dello Sport, Starace recibió dinero para dejarse ganar por el español Pablo Andújar en la final del torneo de Casablanca.
