I 1892 dro Starling til Breslau (dagens Wrocław) for å forske på hvordan lymfen, eller egentlig ekstracellulærvæsken, ble dannet. Den rådende teorien på den tiden var at vevsvæsken ble aktivt utskilt fra endotelet, da man ikke hadde noen god forklaringsmodell på hvordan væsken kunne oppstå gjennom filtrasjon alene. Gjennom en rekke forsøk over flere år lette han etter en adekvat forklaringsmodell, før han i 1896 oppdaget at det var balansen mellom det hydrostatiske trykket og det kolloidosmotiske trykket som bestemte væskeutvekslingen mellom kapillærene og ekstracellulærrommet – en ligning som senere ble kalt Starlingbalansen. Starlingbalansen forklarte prosessen bak en rekke sykdomstilstander, for eksempel lungeødem og ascites.