Karol Starmach w ramach PAN również utworzył w 1954 Dział Algologiczny w Pracowni Flory Polskiej w Instytucie Botaniki PAN, przekształcony wkrótce w Pracownię Algologii (obecnie Zakład Fykologii), której kierownikiem był do 1958 (pozostając we współpracy do końca życia). Miał też udział w utworzeniu Zakładu Gospodarki Górskiej PAN jako przewodniczący Komitetu Zagospodarowania Ziem Górskich PAN (1960–1969). Wchodził także w skład kilku innych komitetów i komisji PAN. Na UJ powrócił po odwilży październikowej. Tytuł profesora nadzwyczajnego uzyskał w 1956. W 1958 zorganizował Katedrę Hydrobiologii na Wydziale Biologii i Nauk o Ziemi UJ, której kierownikiem był do 1970, tj. przejścia na emeryturę, która jednak nie zakończyła jego działalności naukowej. W tym czasie był promotorem ponad 30 doktoratów i opiekunem ponad 100 magisteriów (przy czym część prac magisterskich promował już przed wojną i w ramach tajnego nauczania) oraz ośmiu rozpraw habilitacyjnych.