После начала Войны за независимость США он сформировал полк и, получив звание полковника, прославился в сражениях у Бункер-Хилла, в канадской экспедиции и в Нью-Джерсийской кампании Джорджа Вашингтона зимой 1776—1777 годов. В марте 1777 года он оставил службу по причине повышения в звании других офицеров. Год спустя, однако, он был вновь призван (Нью-Гэмпширом) в звании бригадного генерала в силы ополченцев, с которыми 16 августа под Беннингтоном, Вермонт, он победил два отряда армии Бергойна под командованием полковника Фридриха Бауме и полковника Бреймена. За эту победу, которая в значительной степени способствовала капитуляции генерала Бергойна, Старк получил благодарность Конгресса и звание бригадного генерала Континентальной армии (4 октября 1777 года). Он принял участие в операциях в Саратоге и в течение короткого времени в 1778 году и затем в 1781 году был командующим северного департамента. В сентябре 1783 года ему было присвоено внеочередное воинское звание — генерал-майор.