Игорь Владимирович Старыгин родился 13 июня 1946 года в Москве. Его отец был гражданским летчиком, мать работала кассиром в театре. Большое влияние на Игоря в детстве оказал дед – он в свое время был сотрудником НКВД, настоящим чекистом, и мальчик мечтал пойти по его стопам – стать разведчиком. В то же время, учась в школе, он начал заниматься в театральной студии, но не ради любви к сцене, а чтобы занять свободное время и привлечь внимание одноклассниц.

По окончании школы в 1963 году Старыгин собирался поступать на юридический факультет МГУ, но до этого, «за компанию» решил попробовать сдать экзамены в театральный. В итоге, прочитав единственное стихотворение, он сразу попал в третий тур, а затем стал студентом ГИТИСа.

Во время учебы Старыгин начал сниматься в кино, дебютировав в военной драме «Возмездие» (1967), которая не вышла в прокат, а вскоре сыграл и более крупную роль в знаменитом фильме «Доживем до понедельника» (1968). Кроме того, еще студентом Игорь впервые женился — на своей однокурснице, однако этот брак продержался всего год. После окончания ГИТИСа Старыгин стал актером Московского ТЮЗа, где проработал до 1983 года, и, одновременно, начал активно сниматься для кино и телевидения. Первую популярность ему принесла роль в сериале «Адъютант его превосходительства» (1969), а среди других его ролей раннего периода стоит отметить работу в драме «Красное и черное» (1976).

Истинное всенародное признание Старыгин приобрел, сыграв Арамиса в телевизионном фильме режиссера Георгия Юнгвальда-Хилькевича «Д`Артаньян и три мушкетера» (1979). Все исполнители главных ролей — Михаил Боярский, Валентин Смирнитский, Вениамин Смехов и Игорь Старыгин — были окружены безумной популярностью, но из-за многочисленных любовных интрижек, преследовавших «мушкетеров» в жизни, Старыгину пришлось расстаться со второй женой, актрисой Микой Ардовой, от которой у него в 1978 году родилась дочь Анастасия. Два последующих брака актера были недолговечны.

Сразу же после «Мушкетеров» Старыгин сыграл роль белого офицера в двух фильмах из сериала «Государственная граница» (1980), за что позже был удостоен премии Федеральной пограничной службы РФ.

В 1980-х Старыгин сменил несколько театров, продолжая периодически играть и в кино. В начале 1990-х были сняты два продолжения приключений мушкетеров, «Мушкетеры 20 лет спустя» (1992) и «Тайна королевы Анны или мушкетеры 30 лет спустя» (1993), но эти ленты не имели того успеха, как ставшая классикой первая часть. Сказались непродуманный сюжет, разногласия актеров с режиссером и недостаток финансирования. Вновь на экран Игорь Старыгин вернулся лишь в 2000 году, затем регулярно снимался в различных телевизионных сериалах.

Он вновь сыграл Арамиса в фильме «Возвращение мушкетеров» (2008), в четвертый раз собравшем вместе легендарных героев. Эта роль стала для него последней. В сентябре 2009 года у Игоря Старыгина случился инсульт, после которого он так и не поправился. Скончался выдающийся актер 8 ноября 2009 года в одной из московских больниц.