W sierpniu 1939 zgodnie z przydziałem mobilizacyjnym objął dowództwo Plutonu Sanitarnego Konnego Nr 86, będącego pododdziałem Podolskiej Brygady Kawalerii.
Okres II wojny światowej Na stanowisku dowódcy plutonu sanitarnego walczył w kampanii wrześniowej 1939. W zakres jego zadań wchodziła organizacja punktów opatrunkowych Brygady, m.in. w czasie bitwy nad Bzurą i obrony Warszawy (brygada wzmocniła garnizon warszawski i walczyła tu do 28 września).
Pierwszy okres niewoli Starkiewicz spędził w Oflagu XIb w Brunszwiku, skąd jeńców przetransportowano do obozu jenieckiego Oflag II C Woldenberg (od 1945 Dobiegniew w zachodniej Polsce). W obozowej przychodni lekarskiej wykonywał m.in. proste zabiegi operacyjne. Samodzielnie sporządził, z dostępnych materiałów, kilka przyrządów do badania wzroku. W obozie napisał pierwszą książkę, której rękopis przekazał wizytującym obóz przedstawicielom (zob. Międzynarodowy Ruch Czerwonego Krzyża i Czerwonego Półksiężyca). Materiały zostały po wojnie odnalezione i opublikowane w roku 1953 (monografia Optyka oka i szkieł okularowych).