Stjärnstarr är ett vanligt inslag på de småmyrar som finns insprängda i skogsmarken. I öster är stjärnstarr en karaktärsart på kustnära, artfattiga, små sluttningsmyrar i höjdlägen på bergssidor. Den ses då ofta med hundstarr C. nigra, kärrviol Viola palustris och slåtterblomma Parnassia palustris. På större myrar växer den framförallt i kantzonen, då främst på fastmattor i fattigkärr. Arten anses vara sällsynt på kalkrik mark, men den är flera gånger funnen i kanten av rikkärren i nordvästra Borgsjö (t.ex. Fällåsmyra). I skog – främst barrskog – finns den på vitmossfläckar i näringsfattiga sumpskogar och i sanka bäckkanter. Någon gång är den även funnen i alkärr som i Hässjö. Man kan också finna stjärnstarr på sumpiga skogssjöstränder – även på reglerade stränder (t.ex. Åsjöarna i Hässjö) – och vid bäckmynningar i havet, som på Åstön i Tynderö. Stjärnstarren gynnas av störningar och växer gärna på stigar eller gamla basvägar över myrar och sankmarker, ofta just i övergången mot fastmarken. Idag är den också rätt vanlig i nygjorda skogsbilvägsdiken. Ibland står den i gamla odlingsdiken i skogsbygder och kan t.o.m. ses i fuktdrag i vallar som på nordvästra Åstön i Tynderö.