Selskapet omtaler likevel oppskytingen som en suksess.
Raketten tok av fra selskapets base sørøst i Texas ved 8.25-tiden lokal tid, litt før 14.30 norsk tid, torsdag. Over 1,5 millioner seere fulgte direktesendingen på nettet.
Da Starship, etter først å ha gått i lav jordbane, var på vei inn i atmosfæren igjen, mistet SpaceX kontakten med farkosten. Kort tid etter bekreftet romselskapet at Starship gikk tapt.
Raketten skulle etter planen lande i Indiahavet.
Ifølge BBC skal raketten likevel ha kommet seg gjennom alle fasene SpaceX på forhånd hadde håpet på.
Blant annet skal separeringen av boosteren fra resten av fartøyet ha vært vellykket.
I tillegg skal alle 33 motorene i boosteren ha åpnet seg, samt at alle seks motorene på selve raketten fungerte som de skulle.
To tidligere prøveoppskytinger av Starship har mislyktes. Torsdagens oppskyting nådde lenger ut i rommet enn noe tidligere forsøk har.
Starship inngår i Nasas planer om å sende mennesker til månen igjen.
Raketten, som er den kraftigste i verden, er også en del av SpaceX-gründer Elon Musks visjon om å kolonisere Mars.
På X gratulerte han SpaceX med oppskytingen.