Michael Shannon begann seine Darsteller-Laufbahn als Theaterschauspieler in Chicago mit einer Rolle in "Winterset am Illinois Theatre Center. Im Verlauf der folgenden Jahre wirkte er in Ensembles wie dem Steppenwolf, The Next Lab und dem Red Orchid Theatre mit. Danach zog er für ein Jahr nach London, wo er am West End u.a. in Inszenierungen wie "Woyzeck", "Killer Joe" und "Bug" zu sehen war.
Parallel zu seiner Theaterkarriere war er allerdings auch schon ab Anfang der Neunzigerjahre immer wieder im Fernsehen und später auch im Kino zu sehen. Nach kleinen Rollen in Filmen wie Rod Holcombs Krimi "Angel Street" (1992) oder in Robert Markowitz' Thriller "Diese Frau gehört mir" (ebenfalls 1992) gab Michael Shannon sein Kinodebüt 1993 neben Bill Murray und Andie MacDowell in Harold Ramis' pointierter Komödie "... und täglich grüßt das Murmeltier". Drei Jahre später folgte mit einem Miniauftritt in Andrew Davis' Actionthriller "Außer Kontrolle" sein zweiter Kinoauftritt, dieses Mal an der Seite von Keanu Reeves und Morgan Freeman.
Es sollten noch einmal drei Jahre vergehen, bis Shannon erneut in einem erwähnenswerten Film zu sehen war: In Alison Macleans Drama "Jesus' Son" (1999) ist Billy Crudup und Samantha Morton das Hauptdarsteller-Paar und John Waters' "Cecil B." (2000) ist eine derbe Satire mit vielen Seitenhieben auf die Geld geile Kino-Industrie und die offensichtliche Geist- und Seelenlosigkeit des Mainstream-Kinos. Dagegen drehte Joel Schumachers mit "Tigerland" (2000) eine gute besetzte und realistische Betrachtung eines teuflischen Militärapparates, während Michael Bays "Pearl Harbor" (2001) lediglich ein hohler, wenn auch hervorragend besetzter Kriegsfilm ist.
Nach einer Rolle in Cameron Crowes Thriller "Vanilla Sky" (2001) mit Tom Cruise und Penélope Cruz folgte mit Carl Franklins "High Crimes - Im Netz der Lügen" (2002) erneut ein Thriller, während Curtis Hansons Drama "8 Mile" (2002) ganz auf Hauptdarsteller Marshall Mathers III alias Eminem zugeschnitten ist. Der üble und Menschen verachtende Streifen "Bad Boys 2" entstand 2003 unter der Regie von Michael Bay, viel besser ist Nicole Kassells Drama "The Woodsman", das Shannon 2004 an der Seite von Kevin Bacon und Kyra Sedgwick zeigte. Bemerkenswert ist auch der Thriller "Tödliche Entscheidung - Before the Devil Knows You're Dead" (2007), eine Regiearbeit von Altmeister Sidney Lumet mit Philip Seymour Hoffman und Ethan Hawke.
2008 konnte Michael Shannon mit der Nebenrolle des John Givings in Sam Mendes' Drama "Zeiten des Aufruhrs" (2008) an der Seite von Kate Winslet und Leonardo DiCaprio seinen Durchbruch feiern. Für den Part des wahrheitsliebenden Patienten einer Nervenheilanstalt erhielt er seine erste Oscarnominierung. Eine zweite Oscarnominierung folgte 2017 für seinen Auftritt in Tom Fords US-amerikanischem Spielfilm "Nocturnal Animals".
Weitere Filme mit Michael Shannon (Auswahl): "Chicago Cab" (1997), "The Ride" (1999), "Mullitt", "The Photographer" (beide 2000), "New Port South - Die Stunde der Rebellion" (2001), "Kangaroo Jack", "Grand Theft Parsons", "Gauner unter sich" (beide 2003), "Dead Birds - Im Haus des Grauens" (2004), "Ab in den Knast" (2005), "Marvelous", "Bug", "World Trade Center", "Glück im Spiel" (alle 2006), "Shotgun Stories" (2007), "Bad Lieutenant - Cop ohne Gewissen", "Ein fürsorglicher Sohn" (beide 2009), "Take Shelter - Ein Sturm zieht auf" (2011), "Premium Rush" (2012), "Man of Steel" (2013), "Die Highligen drei Könige" (2015), "Batman V Superman: Dawn of Justice" (2016).