Durante questo periodo, qualcosa nel subconscio sembrò spingerlo verso il fegato, grande nemico dei chirurghi: coloro, che avevano provato ad asportarne una parte, avevano esposto il paziente a rischi mortali di emorragia. Siccome non c'era possibilità di operare animali di grossa taglia, fece esperimenti sui cani ottenuti dal canile della città, allestendo una sala operatoria in un garage vuoto di fronte al pronto soccorso del Jackson Memorial Hospital. Starzl sviluppò una nuova tecnica per rimuovere il fegato, primo passo nel trapianto di questo organo, metodo pubblicato e diventato standard mondiale.