A Pittsburghi Egyetem közleménye szerint Starzlt, aki az 1980-as évektől dolgozott az intézményben, a "transzplantációk atyjaként" emlegették, mivel munkájának eredményeként az "egykor kockázatos, ritka műtét mára biztonságos beavatkozássá vált".
Starzl 1963-ban végezte el az első májátültetést emberen, a páciens azonban elhunyt a műtét során. Ezután kifejlesztette a kilökődésgátló gyógyszerek egy újfajta keverékét, ennek köszönhetően1967-ben hajtotta végre az első sikere májtranszplantációt. A beavatkozással azóta emberek ezreinek életét sikerült megmenteni.
A szakember kutatta az elhunytakból származó donorszervek transzplantációját, valamint finomította a beavatkozást egypetéjű ikrek és vérrokonok bevonásával.
Úttörő jelentőségű munkát végzett az állatok májának emberi szervezetbe ültetése terén, bebizonyítva, hogy emberi donorszerv hiányában ezzel a módszerrel is meghosszabbítható a páciens élete egy rövid időre.
Starzl 1991-ben vonult vissza a klinikai munkától, majd megírta önéletrajzát The Puzzle People címmel. Könyvében elárulta, hogy sikerei és tapasztalati ellenére mindig óriási szorongást érzett a műtétek miatt.
"Állandó félelem élt bennem amiatt, hogy elveszítem a pácienseket, akik a kezembe helyezték az egészségüket és az életüket" - írta annak idején a szakember.