Cresciuto cestisticamente a Livorno, ha esordito in LegaDue nel 1996 con la Bini Viaggi Livorno, con cui ha poi conquistato la promozione in serie A nel 2001. Santarossa è rimasto in Toscana fino al 2003, quando è passato alla Viola Reggio Calabria (serie A) per una stagione. Da Reggio Calabria lapprodo alla Pallacanestro Biella fino a 2006, anno in cui si trasferisce a Teramo e poi a Caserta in LegaDue. Nella stagione 2007-08, torna in serie A di nuovo con la maglia dellAngelico Biella per poi passare in Legadue, acquistato dallIgnis Novara a gennaio 2008: in estate poi lapprodo alla Legea Scafati (LegaDue) e da lì poi nel 2009 a Trapani.
In questo momento il roster della Bitumcalor Trento è composto dai seguenti giocatori: Toto Forray, play, 186 cm, 1986; Marco Spanghero, play/guardia, 185 cm, 1991; Luca Conte, guardia, 193 cm, 1980; Simone Fiorito, guardia, 200cm, 1991; Walter Santarossa, ala, 200 cm, 1978; Marco Pazzi, centro, 203 cm, 1979.
Walter Santarossa: Vengo a Trento con grandi motivazioni. So che Trento è una società ambiziosa, ben organizzata, che ha voglia di fare bene come me. Arrivo da una stagione a Trapani culminata con la promozione, dove ho giocato con giocatori abituati a vincere e ho potuto capire quanto sia importante proprio labitudine a vincere: quindi, spero di trasmettere ai miei compagni quanto ho imparato dallesperienza maturata in Sicilia.