Il enseigne à l'Université de Genève de 1946 à 2000, notamment comme professeur d'histoire de la littérature française et d'esthétique et devient directeur du Centre Alexandre-Vialatte à Cluny.
Starobinski est connu pour son travail sur Jean-Jacques Rousseau, dont il a publié plusieurs ouvrages essentiels, comme "Jean-Jacques Rousseau et la legendé de la solitude" (1954) et "Rousseau, le sentiment de l'exil" (1965). Son approche de Rousseau se concentre sur les aspects éthiques et psychologiques de sa pensée.
En 1973, il est élu membre titulaire de l'Académie française, où il occupe le fauteuil no 24. Il reçoit la Légion d'honneur en 1981 et est promu commandeur dans l'Ordre national du Mérite en 1983.
En 1976, Starobinski publie "Les Mots de Rimbaud" qui étudie la poésie de Arthur Rimbaud, avec une attention particulière aux aspects linguistiques et stylistiques de sa poésie.
En plus de son travail sur les littératures française et suisse, Starobinski est également connu pour ses travaux sur l'esthétique moderne et postmoderne, ainsi que sur la pensée politique contemporaine. Ses ouvrages "L'Absolu littéraire" (1955) et "Le Mythe de Sisyphe" (1968) sont considérés comme des classiques de la critique littéraire moderne.
Au-delà de son travail académique, Starobinski est également un écrivain de talent, publiant des essais, des nouvelles et des poèmes. Son œuvre littéraire a été récompensée plusieurs fois, notamment par le Prix Renaudot en 1967 pour "La Plaisante Histoire de François de Paule".
Jean Starobinski a également mené une carrière politique en Suisse et a été député au Grand Conseil genevois de 1950 à 1986, où il a défendu des positions social-démocrates.