Starheim var utdannet ved Statens kunstakademi (Oslo) under Aage Storstein og Reidar Aulie 1958-1962 og under Alexander Schultz 1965-1966, og ved Kunstakademiet i København 1963-1964 under Niels Lergaard. Han debuterte i Kunstnerforbundet i 1975 og hadde et viktig gjennombrudd i Oslo Kunstforening i 1986 med oljemalerier i storformat. Han hadde separatutstillinger ved blant annet Kunstnerforbundet, Kunstbanken Hedmark kunstnersenter, Oslo Kunstforening, og hadde flere offentlige utsmykkingsoppdrag. I flere år drev han sammen med Yngvild Fagerheim et privat galleri på Espa, der de arrangerte årlige utstillinger og åpne verksted.