Родилась 17 мая 1946 года в Челябинске. В 1948 г. семья переехала в Ленинград. В 1964 г. окончила среднюю школу № 397 Кировского района и поступила в Ленинградский Военно-механический институт, однако закончив три курса, поступила на психологический факультет ЛГУ имени А. А. Жданова, который окончила с отличием в 1971 году.
19681971 гг. – инженер-социолог НПО «Красная заря» в Ленинграде.
1972-1973 гг. – старший инженер-социолог в ленинградском ЦНИИ технологии судостроения.
1973-1976 гг. – аспирантура в Институте этнографии АН СССР. Защитила кандидатскую диссертацию.
В 1989 г. – выдвинута кандидатом в народные депутаты СССР от Армении. 14 мая 1989 года была избрана подавляющим большинством избирателей.
1989-1991 гг. – народный депутат СССР.
С 1990 г. – народный депутат РСФСР, член Комитета ВС РСФСР по правам человека.
С 20 июля 1991 года по 4 ноября 1992 года – советник Президента РСФСР по вопросам межнациональных отношений.
1995 г. – баллотировалась в Государственную думу по Северному одномандатному округу № 209 Санкт-Петербурга. Работала в Комитете Государственной Думы по делам общественных объединений и религиозных организаций.
В 1996 г. выдвигалась кандидатом в президенты России, но Центризбирком РФ отказал Старовойтовой в регистрации.
Возглавила наряду со Львом Пономаревым и Глебом Якуниным предвыборное объединение «Демократическая Россия — Свободные профсоюзы». Победив на выборах, стала депутатом Государственной думы.
20 ноября 1998 года Галина Старовойтова была убита двумя выстрелами в подъезде своего дома — № 91 по набережной канала Грибоедова. Похоронена на Никольском кладбище Александро-Невской Лавры в Санкт-Петербурге.