Da durch Flüchtlinge und Evakuierte die Bevölkerung Starnbergs deutlich angewachsen war, wurde Anfang der 50er Jahre ein Neubau der Kläranlage sowie der Kanalisation in Angriff genommen. Mit der Fertigstellung 1956 verfügte die Stadt nicht nur über eine moderne Abwasserbehandlungsanlage, sondern auch über eine Gesamtkanalisation. 1971 wurde dann die heute noch in Betrieb stehende Anlage errichtet.
1964 übernahm die Stadt die Patenschaft für das Unterseeboot „U29“ (ehemals „U8“). Im Laufe der Jahre folgten die Patenschaften für den Airbus „Starnberg“ (1990) und für das U-Boot „U34“ (2005).
1972 erfolgte die freiwillige Eingemeindung der Gemeinde Hanfeld, der 1978 im Zuge der Gebietsreform die Eingemeindungen der Gemeinden Hadorf, Leutstetten, Percha, Perchting mit Landstetten, Söcking und Wangen folgten. Ebenfalls in den 70er Jahren, nämlich 1977, wurde die Städtepartnerschaft mit der französischen Stadt Dinard geschlossen. Diese wird bis heute u.a. von dem Verein „Die Freunde von Dinard“ gepflegt und findet jährlich nicht zuletzt in der "Französischen Woche", in der Woche um Christi Himmelfahrt, ihren Ausdruck.
1985 erfolgte die Wiedereröffnung des Museums unter dem Namen „Heimatmuseum Stadt Starnberg“, nachdem bereits seit Mitte der 50er Jahre Rufe nach einer Neuorganisation laut geworden waren. 2008 erhielt die Institution im Zuge der Eröffnung des Erweiterungsbaus den Namen „Museum Starnberger See“. Neben dem Museum wurde 2010 das „Bodendenkmal St. Benedikt“ der Öffentlichkeit zugänglich gemacht; dort wird dem Besucher durch eine Abbildung der Kirchengrundrisse sowie Infotafeln die wahrscheinlich älteste Kirche Starnbergs näher gebracht.
Weitere Meilensteile in kultureller Hinsicht waren die Eröffnung der Stadtbücherei im Alten Rathaus 1993, die Eröffnung der Schlossberghalle 1995, die Einweihung des Bodendenkmals einer Villa Rustica in Leutstetten 2004 sowie die Eröffnung des neuen Stadtarchivs 2009. Für die Jugendlichen der Stadt wurde 2010 der Jugendtreff Nepomuk eingerichtet, der mit einem breiten Angebot und vielen Freizeitaktivitäten lockt.
Mit dem Bahnhof Starnberg Nord steht seit 2001 ein zweiter S-Bahn-Halt in der Stadt zur Verfügung, der durch sein angeschlossenes Parkhaus für eine Entlastung der Haltestelle Bahnhof See sorgt. Die 2018 errichtete Westumfahrung zielt ebenso auf eine Verkehrsentlastung der Innenstadt ab.
Seit 2014 ist Starnberg Modelkommune für das Projekt „Bayern Barrierefrei 2023“, dessen Ziel es ist, auch mobilitätseingeschränkten Personen den öffentlichen Raum im Alltag besser zugänglich zu machen.