Rientra in febbraio sulla terra rossa sudamericana e a fine mese arriva ai quarti nei tornei ATP di Buenos Aires e Acapulco. In aprile vince il Challenger di Napoli e arriva ai quarti a Valencia. Nei successivi Masters 1000 sulla terra battuta viene eliminato al primo turno a Montecarlo e al secondo sia a Roma che ad Amburgo. È di nuovo eliminato al primo turno sia al Roland Garros che a Wimbledon. In luglio esce ai quarti a Båstad e in semifinale a Kitzbühel. In agosto fa il suo debutto olimpico ai Giochi di Pechino, ma si trova sorteggiato al primo turno contro il nº 2 del mondo Nadal. Lo spagnolo si aggiudica il confronto per 6-2, 3-6, 6-2 e vincerà la medaglia d'oro perdendo un solo altro set in semifinale contro Djokovic. La vittoria di Starace in settembre nell'ultimo singolare della sfida contro la Lettonia assicura all'Italia la permanenza nel gruppo I di Coppa Davis. La stagione di Starace si chiude con risultati mediocri e con il 72º posto nel ranking.