Martin Starr obtuvo por primera vez la atención del público al interpretar a Bill Haverchuck en la aclamada serie de comedia de NBC "Freaks y Geeks", sobre dos grupos de adolescentes y su vida en la escuela secundaria en los años ‘80. Luego participó en series tales como "Undeclared" (donde conoció a Greg Mottola), "Providence", "Ed", "Roswell" y"Normal, Ohio". También protagonizó la miniserie de la NBC"Revelations".

Otros créditos de Starr son: la película de Mottola Superbad, Knocked Up, Kicking and Screaming, Band Camp y Stealing Harvard.

Recientemente lo vimos en la comedia Walk Hard: The Dewey Cox Store, dirigida por Jake Kasdan, en Good Dick, que se estrenó en el Festival de Cine de Sundancel 2008, y en The Incredible Hulk de Louis Leterrier.