Встретил войну в составе 58 Краснознаменного скоростного бомбардировочного полка 2 смешанной авиадивизии. Полк дислоцировался на аэродроме Старая Русса.

22 июня 1941г. в 02-30 приказом командующего Ленинградски военным округом была объявлена боевая тревога. В полку были сформированы 4 девятки самолетов СБ и 14 экипажей на самолетах Пе-2.

23 июня в 15-00 в полку была объявлена тревога, ввиду полета самолетов противника курсом на Старую Руссу.

25 июня полк приступил к боевой работе. Бомбил аэродромы противника Борго и Котка.

06 июля 9 самолетов СБ ведомые майором Платовым вылетели на уничтожение танков противника на дороге Стержнево- Штыкова Гора юго-западнее г.Остров (Псковская обл.). Задачу выполнили. При возвращении были атакованы 17 истребителями Мессершмитт-109.

Самолет лейтенанта Старченко был подбит. На одном моторе он дотянул до своей территории и посадил горящую машину в 40км. г.Порхов (Псковская обл.). Это был его 6 боевой вылет.

08 и 09 июля полк перебазировался на аэродром Новосельцы.

10 сентября 1941г. часть личного состава 2 смешанной авиадивизии была направлена в Балашов для обучения на самолет Пе-2. Среди стрелков-бомбардиров, направленных на обучение, были Мисюра Петр Романович и Иванов Николай Максимович (26 октября 1944г. присвоено звание Герой Советского Союза). Возможно, что и Вадим Петрович находился в этой группе.

С 28 июня 1942г. лейтенант Старченко, старшина Иванов и старший сержант Мисюра в составе 324 отдельной дальнеразведывательной авиационной эскадрильи 2 воздушной армии.

Летали на самолете Пе-2.

К 23 августа 1942г. Вадим Петрович совершил 25 успешных боевых вылетов на разведку.

Приказом от 13 сентября 1942г. был награжден орденом Красного Знамени.

С 14 по 18 ноября 1942г. экипаж Старченко- Иванов- Мисюра выполнял задания по фотографированию площади в 360 кв.км. веред фронтом 1 гвардейской армии.

За успешное выполнение задания приказом от 03 января 1943г. экипаж был награжден орденами Красной Звезды. 

03 декабря 1942г. личный состав авиаэскадрильи прибыл в 50 отдельный Краснознаменный дальнеразведывательный авиационный полк 2 воздушной армии.

В совершенстве владея техникой пилотирования, Вадим Петрович с отличием выполнял задания командования по площадному фотографированию. 

С 01 по 05 января 1943г. экипаж произвел фотографирование площади на рубеже Воронежа и далее по западному берегу р.Дон к Сталинграду.

Из перечисленных в наградном листе боевых разведывательных вылетов:

05 февраля 1943г. экипаж вскрыл скопление войск противника в поселке Кочеток и движение танков на участке Чугуев- Каменка.

11 февраля- обнаружил колонну из 300 автомашин, на станции Готня- 9 эшелонов с войсками.

06 марта- на станции Кременчуг- 18 воинских эшелонов и 10 на станции Полтава.

10 марта- колонну до 200 автомашин на дороге Пересечная- Полковая Никитовка.

13 мая- до 50 танков в районе Бол.Сыроватка- Богомля.

С 25 по 31 мая экипаж выполнял спецзадание военного совета Воронежского фронта по фотографированию площади на рубеже Белгород- Сумы.

К началу июня 1943г. заместитель командира эскадрильи капитан Старченко совершил 112 боевых вылетов. 

Приказом от 09 июля 1943г. был награжден орденом Отечественной войны I степени. 

Награжден медалью «За оборону Сталинграда».

За годы войны выполнил 165 боевых вылетов.

С 01 апреля 1944г., после ранения, был переведен в оперативный отдел штаба 2 воздушной армии. Служил в отделении по использованию опыта войны. Выезжал в части, изучая наиболее поучительные эпизоды боевых вылетов.  Разрабатывал разделы по взаимодействию авиации с наземными войсками, взаимодействию различных видов авиации и управлению авиацией в период боев.

Приказом от 12 мая 1945г. старший помощник начальника отдела по использованию опыта войны  при оперативном отделе 2 воздушной армии гвардии майор Старченко был награжден вторым орденом Отечественной войны I степени.

Награжден медалями «За взятие Берлина», «За освобождение Праги», «За победу над Германией в Великой Отечественной войне 1941–1945 гг.».

За долголетнюю и безупречную службу в 1947г. был награжден медалью «За боевые заслуги», в 1953г. вторым орденом Красной Звезды.

Вышел в отставку 25 августа 1970г. гвардии полковник.