לפי חזון המיזם, מערכת הלוויינים תהיה מורכבת מאלפים רבים של לוויינים קטנים, בייצור המוני, במסלול לווייני נמוך של כדור הארץ (LEO). לוויינים אלו מתקשרים עם מקלטי קרקע ייעודיים שמסופקים על ידי החברה. המטרה, מבחינה טכנית, היא לאפשר שירות אינטרנט לוויני שיכסה את מרבית האוכלוסייה הגלובלית. השירות בפועל יינתן במדינות שיקבלו רישיון ל-SpaceX כדי לספק שירות לוויני בכל תחום שיפוט לאומי ספציפי. החל מנובמבר 2021, שירות הביטא זמין ב-21 מדינות. עד כה השימוש בלוויינים נעשה למטרות מחקר ולמטרות צבאיות. עלות הפרויקט נכון לנקודה זו מוערך על-ידי SpaceX במאי 2018 בכ-10 מיליארד דולר לפחות. העלות מכסה פעילות של כעשור וכוללת את התכנון, הבנייה והפריסה של הלוויינים.
בשלב ראשוני יופעלו כ-1,600 מהלוויינים של Starlink בגובה 550 קילומטרים מעל כדור הארץ. חברת SpaceX קיבלה אישור לשגר בסך הכל כ-12,000 מהלוויינים הללו.
מתקן הפיתוח הלווייני של SpaceX נמצא ברדמונד שבמדינת וושינגטון ומאכלס את צוותי המחקר והפיתוח, הייצור וצוותי בקרת המסלול של Starlink.
היסטוריה.
רקע.
יצרה של רשת לוויינים במסלול נמוך של כדור הארץ (LEO) הושגה לראשונה באמצע שנות ה-80 כחלק מיוזמת ההגנה האסטרטגית. טכנולוגיות אלו הובילו למספר רב של קונסטלציות מסחריות באמצעות כ-100 לוויינים שתוכננו בשנות ה-90 כמו סלסטרי, טלדסית, אירידיום וגלובלסטאר. עם זאת, כל הגופים נכנסו לפשיטת רגל בעקבות התפוצצות בועת הדוט-קום, בין היתר בגלל עלויות השיגור מוגזמות באותה תקופה.
חזון.
ביוני 2004, החברה החדשה שהוקמה SpaceX רכשה נתח ב-SSTL כחלק מ"חזון אסטרטגי משותף".  SSTL פעלה באותה תקופה להרחבת האינטרנט לחלל.  עם זאת, חלקה של SpaceX נמכר בסופו של דבר בחזרה ל- EADS ב-2008 אך הרעיון של פיתוח אינטרנט ליווני קסם לאילון מאסק. בתחילת 2014, על פי הדיווחים אילון מאסק וגרג ויילר עבדו יחד בתכנון רשת ליוונים של כ-700 לוויינים בשם WorldVu, שתהיה בגודל של יותר מפי 10 מרשת הלוויין הגדולה דאז אירידיום . עם זאת, הרעיון בוטל ביוני 2014, וחברת SpaceX של אילון הגישה במקום זאת בחשאי בקשה ל-ITU דרך רגולטור הטלקום הנורווגי תחת השם STEAM. אושר החיבור בקשה של SpaceX לרישיון ל-Starlink של הרשות התקשורת הפדרלית (FCC).
פיתוח (2015-2017).
Starlink הוכרז בפומבי בינואר 2015 עם פתיחת מתקן פיתוח לווייני SpaceX ברדמונד, וושינגטון. במהלך הפתיחה, אילון מאסק הצהיר שעדיין קיים ביקוש משמעותי שלא נענה ברחבי העולם ליכולות פס רחב בעלות נמוכה. וכי Starlink ימקד רוחב פס כדי לשאת עד 50% מכל תעבורת התקשורת הניידת העולמית ו-10% מתעבורת התקשורת העולמית.
באותה עת, המשרדים באזור סיאטל שתוכננו להעסיק בתחילה כ-60 מהנדסים צמחו להעסקה של כ- 2,000 אנשים.
עד ינואר 2016, החברה חשפה בפומבי תוכניות להפעיל שני אב-טיפוס לוויינים ב-2016,  ותהיה רשת הלוויינים הראשונית במסלול ותפעול עד 2020 בקירוב.
SpaceX סימנה מסחרית את השם "Starlink" עבור רשת הפס הרחב הלוויין שלהם בשנת 2017;  השם נוצר בהשראת הספר "The Fault in Our Stars" .
במרץ 2017, SpaceX הגישה תוכניות לרשות התקשורת להציב מעטפת מסלולית שנייה של יותר מ-7,500 לווייני תקשרות במסלולים לא גיאוסינכרוניים כדי לספק שירותי תקשורת" בספקטרום אלקטרומגנטי שלא הועסק רבות בשירותי תקשורת מסחריים. היא תכלול 7,518 לוויינים ותסתובב בגובה של 340 ק"מ בלבד, בעוד שהרשת הקטנה יותר שתוכננה במקור של 4,425 לוויינים תפעל. ברצועות K a - ו-K u ומסלול בגובה 1,200 ק"מ.
שני לווייני הניסוי הראשונים שנבנו לא הוטסו אלא שימשו בבדיקות קרקע. השיגור המתוכנן של שני לווייני ניסוי מתוקנים הועבר לאחר מכן לשנת 2018.
מחלוקת מסוימת התעוררה בשנים 2015–2017 עם רשויות רגולטוריות על רישוי ספקטרום התקשורת עבור קבוצות לוויינים גדולות אלה. הכלל הרגולטורי המסורתי וההיסטורי עבור ספקטרום הרישוי היה שמפעילי לוויינים יכולים "לשגר חללית יחידה כדי לעמוד במועד האחרון שלהם (מהרגולטור), מדיניות הנתפסת כמאפשרת למפעיל לחסום את השימוש בספקטרום רדיו בעל ערך עבור שנים מבלי לפרוס את הצי שלו".  ב-17 בדצמבר 2015, הרשות התקשורת קבעה תאריך יעד של שש שנים לפרוס רשת ליוונים גדולה שלמה כדי לעמוד בתנאי הרישוי. כלל זה שוחרר ב-7 בספטמבר 2017, מכיוון שהרשות התקשורת החליטה שמחצית מרשת הליוונים חייבת להיות במסלול בתוך שש שנים, בעוד שהמערכת המלאה צריכה להיות במסלול בתוך תשע שנים מתאריך הרישיון.
תחילת השיגורים (2018-2019).
במאי 2018, SpaceX ציפתה שהעלות הכוללת של הפיתוח והבנייה של הקונסטלציה תתקרב ל-10 מיליארד דולר. באמצע 2018, SpaceX ארגנה מחדש את חטיבת פיתוח לוויינים ברדמונד, ופיטרה כמה מחברי ההנהלה הבכירה.
בנובמבר 2018, SpaceX קיבלה אישור רגולטורי בארצות הברית לפרוס 7,518 לווייני פס רחב, בנוסף ל-4,425 שאושרו קודם לכן. אישור החדש היה להוספת רשת ליוונים לא-גיאוסטציונרים של מסלול כדור הארץ במסלול נמוך מאוד (בניגוד ללוויינים הראשניים שגובהם שאושר 1,110 ק"מ עד ​​1,325 ק"מ), המורכבת מ-7,518 לוויינים הפועלים בגבהים מ-335 ק"מ עד ​​346 ק"מ, מתחת למסלול תחנת החלל. באפריל 2019, הרשות התקשורת הפדרלית אישרה ל-SpaceX להציב כמעט 12,000 לוויינים בשלושה קונכיות מסלול: בתחילה כ-1,600 במעטפת גובה של 550 ק"מ, ולאחר מכן הצבת כ-2,800 לווייני ספקטרום קו ו-Ka בטווח של 1,150 ק"מ וכ-7,500 לוויינים בפס V ב-340 ק"מ.
עם תוכניות של מספר ספקים לבנות מגה-קונסטלציות חלל מסחריות של אלפי לוויינים בסבירות גבוהה יותר להפוך למציאות, הצבא האמריקני החל לבצע מחקרי מבחן ב-2018 כדי להעריך כיצד ניתן להשתמש ברשתות. בדצמבר 2018, חיל האוויר האמריקאי הוציא חוזה של 28 מיליון דולר עבור שירותי בדיקה ספציפיים ב-Starlink.
בפברואר 2019, SpaceX Services Inc (חברה בת של SpaceX). הגישה בקשה לרשות התקשורת הפדרלית לקבל רישיון להפעלת עד מיליון תחנות לווייניות קבועות על כדור הארץ שיתקשרו עם הלוויין הלא גיאוסטציוני שלה (NGSO) מערכת Starlink.
עד אפריל 2019, SpaceX ההצלחה לסיים את מחקר ופיתוח של לווין ולהתחיל לייצר את לוויינים, עם השיגור הראשון המתוכנן של רשת גדולה של לוויינים למסלול, והצורך הברור להשיג קצב שיגור ממוצע של לפחות 44 לוויינים חדשים במשך 60 החודשים כדי להשיג את 2,200 הלוויינים ששוגרו כדי לתמוך בהקצאת רישיון של הרשות התקשורת הפדרלית שלהם.  SpaceX אמרו שהם יעמדו בתאריך היעד של מחצית מרשת הליוונים "במסלול בתוך שש שנים ממועד האישור... והמערכת המלאה בעוד תשע שנים".
עד סוף יוני 2019, SpaceX שיגרה עם כל 60 הלוויינים אך איבדה קשר עם שלושה; 57 הנותרים עבדו כמתוכנן. 45 לוויינים הגיעו לגובה המסלול הסופי שלהם של 550 ק"מ, חמישה עדיין הרימו את מסלוליהם, וחמישה נוספים עברו בדיקות מערכות לפני שהם מעלים את מסלוליהם. שני הלוויינים הנותרים נועדו להוצאה מהירה מהמסלול ולהיכנס מחדש לאטמוספירה על מנת לבחון את תהליך ביטול המסלול של הלוויין; גם השלושה שאיבדו קשר היו צפויים להיכנס מחדש, אך יעשו זאת באופן פסיבי מגרירה אטמוספירית מכיוון ש-SpaceX כבר לא הצליחה לשלוט בהם באופן אקטיבי.
באוקטובר 2019, אילון מאסק בדק בפומבי את רשת Starlink באמצעות חיבור אינטרנט מנותב דרך הרשת כדי לפרסם ציוץ ראשון לרשת החברתית טוויטר.
האצת השיגורים (2020-היום).
באפריל 2020, SpaceX שינתה את הארכיטקטורה של רשת Starlink, הגישה בקשה לרשות התקשורת המציעה להפעיל יותר לוויינים במסלולים נמוכים יותר (540 ק"מ ו-570 ק"מ) בשלב הראשון ממה שהרשות התקשורת אישר בעבר. ל-SpaceX הייתה בעבר אישור רגולטורי מהרשות התקשורת להפעיל עוד 2,825 לוויינים במסלולים גבוהים יותר בין 1,110 ק"מ ל-1,325 ק"מ. הרשות התקשורת אישר את הבקשה באפריל 2021.עד יוני 2020, SpaceX הגישה לרשויות הרגולטוריות הקנדיות בקשה לרישיון להציע שירותי אינטרנט מהירים של Starlink בקנדה. בנובמברהיא קבלה את האישור.
עד אוגוסט 2020, טילי הפאלקון 9 שלחו 58 לוויני Starlink של SpaceX במקביל עד אז צליחו לייצר 653 לוויינים.  כיום SpaceX מייצרת כ-120 לוויינים בחודש.
ב-4 בנובמבר 2020, SpaceX ערכה את מבחן ל-Starlink. בודקי בטא של Starlink דיווחו על מהירויות של מעל 150 מגה-ביט לשנייה, מעל הטווח שהוכרז עבור מבחן הבטא הציבורי.
הרשות התקשורת העניק ל-SpaceX סובסידיות פדרליות בשווי כמעט 900 מיליון דולר לתמיכה בלקוחות פס רחב כפריים באמצעות רשת האינטרנט הלוויין Starlink של החברה. SpaceX זכתה בסבסוד כדי להביא שירות ללקוחות ב-35 מדינות בארצות הברית.
SpaceX פרסמה מסלול חדש של 10 לווייני Starlink ב-24 בינואר 2021, לווייני Starlink הראשונים במסלולי קוטב. השיגור גם עבר את השיא של סוכנות החלל ההודית בשיגור הכי הרבה לוויינים במשימה אחת (143), והעלה ל-1,025 את המספר המצטבר של לוויינים שנפרסו עבור Starlink עד לאותו תאריך.
בפברואר 2021, SpaceX הודיעה שלסטארלינק יש למעלה מ-10,000 משתמשים,  ופתחה הזמנות מוקדמות לציבור.  מאסק קבע שהלוויינים נעים ב-25 מסלוליים המקובצים. בפברואר 2021, SpaceX השלימה גיוס של 3.5 מיליארד דולר נוספים במימון הון במהלך ששת החודשים הקודמים,  כדי לתמוך בשלב עתיר ההון של ההטמעה התפעולית של Starlink, בתוספת פיתוח השיגור של סטארשיפ.
באפריל 2021, SpaceX הבהירו שהם כבר ייצרו שלושה דורות של לוויני Starlink, כאשר כל אחד היה פחות יקר מהקודם. הדור השלישי היה כבר עם קישורי לייזר בין-לווייניים.