Starling følte seg begrenset av fasilitetene ved Guy's Hospital, og byttet over til University College London, der fysiologen Michael Foster hadde organisert det første moderne fysiologilaboratoriet i Storbritannia. Her startet han med forskningen på sirkulasjonssystemet sammen med William Bayliss. I 1891 ble duoen de første til å registrere elektrisk aktivitet fra et pattedyrs hjerte, og de viste også at hjertemuskelen startet sin kontraksjon ved atriene og strakte seg ned mot hjertespissen.