Мартин Старр, настоящее имя Мартин Джеймс Пфлигер Шинле, родился 30 июля 1982 года в Санта-Монике, в семье актрисы и продюсера Джин Джеймс и преподавателя Джима Шинле.

В возрасте шести лет, благодаря стараниям матери, Мартин начал сниматься в рекламных роликах.

В 1992 году юный Мартин исполнил эпизодическую роль в кинофильме «Герой», главные роли в котором исполнили Дастин Хоффман, Джина Дэвис и Энди Гарсиа.

Когда Мартину было 15 лет, его родители развелись и он вместе с отцом и его новой женой переехал во Флориду.

В 1999 году, после окончания школы, Старр вернулся к матери. В том же году он получил свою первую роль на телеэкранах, исполнив эпизодическую роль в сериале «G vs E».

Также в 1999 году Мартину досталась роль Билла в комедийном ситкоме «Чудики и чокнутые», которая и принесла ему первую известность в США.

В течение последующих двух лет он исполнял эпизодические роли в таких сериалах как «Гетеросексуальный, Огайо», «Эд», «Таинственные пути», «Город пришельцев», «Провиденс» и «Неопределившиеся».

В 2002 году ему достались роли в комедиях «Мой криминальный дядюшка» и «Обманщики».

Следующую роль на большом экране Мартин исполнил в 2005 году, появившись в спортивной комедии «Бей и кричи» с Уилл Ферреллом в главной роли. В том же году они исполнял роль Марка Рубио в мини-сериале «Откровения», а также появился в одном из эпизодов сериала «Как я встретил вашу маму».

В 2007 году Мартин Старр появился в трех комедиях - «Немножко беременна», с Сетом Рогеном и Кэтрин Хайгл в главных ролях, «Взлеты и падения: История Дьюи Кокса» с Джоном Си Райли и «SuperПерцы», где в главных ролях снялись Джона Хилл и Майкл Сера.

В 2008 году Старр исполнил роль второго плана в мелодраме «Красавчик», а также появился в эпизодической роли в фантастической картине «Невероятный Халк», с Эдвардом Нортоном и Лив Тайлер в главных ролях.

В 2009 году актер исполнил роль Джоэла в драме «Парк культуры и отдыха», а также роль официанта в комедии «Изобретение лжи».

Также в 2009 году Мартин Старр приступил к исполнению главной роли в сериале «Мастера вечеринок».

В 2011 году ему досталась небольшая роль в комедии «Старая добрая оргия», а также он приступил к исполнению роли Сэма Стерна в сериале «Спецназ: Сан-Диего», которую исполнял до 2013 года.

В том же 2013 году актер исполнил камео в комедии «Конец света 2013: Апокалипсис по-голливудски», а также вместе с Кристен Белл снялся в главной роли в мелодраме «Спасатель».

В 2014 году фильмография Мартина пополнилась еще четырьмя кинокартинами - «Операция «Мертвый снег» 2», «Вероника Марс», «Амира и Сэм» и «Сердце вдребезги». Кроме того в 2014 году Старр приступил к исполнению роли Гилфойла в сериале «Кремниевая Долина».

В 2015 году Мартин исполнил одну из главных ролей в драме «Я увижу тебя в своих снах», а также приступил к съемкам в главной роли в картине «Grow House», выход которой ожидается в начале 2016 года.