Сын крестьянина Вятской губернии Ивана Яковлевича Шаляпина (1837—1901), представителя древнего вятского рода Шаляпиных (Шелепиных). Мать Шаляпина — крестьянка из д. Дудинцы Кумёнской волости (Кумёнский район Кировской области), Евдокия Михайловна (в девичестве Прозорова). Иван Яковлевич и Евдокия Михайловна повенчались 27 января 1863 года в Преображенской церкви села Вожгалы. В детстве Шаляпин был певчим. Мальчиком его отдали на обучение сапожному делу к сапожникам Н. А. Тонкову, затем В. А. Андрееву. Получил начальное образование в частной школе Ведерниковой, затем в Четвёртом приходском училище в Казани, позже в Шестом начальном училище.
Началом своей артистической карьеры сам Шаляпин считал 1889 год, когда он поступил в драматическую труппу В. Б. Серебрякова. Вначале на должность статиста. 29 марта 1890 года состоялось первое сольное выступление Шаляпина — партия Зарецкого в опере «Евгений Онегин», в постановке Казанского общества любителей сценического искусства. Весь май и начало июня 1890 года Шаляпин — хорист опереточной антрепризы В. Б. Серебрякова. В сентябре 1890 года Шаляпин прибывает из Казани в Уфу и начинает работать в хоре опереточной труппы под руководством С. Я. Семёнова-Самарского. Совершенно случайно пришлось из хориста преобразиться в солиста, заменив в опере Монюшко «Галька» в роли Стольника заболевшего артиста.
Этот дебют выдвинул 17-летнего Шаляпина, которому изредка стали поручать небольшие оперные партии, например Феррандо в «Трубадуре». В следующем году Шаляпин выступил в партии Неизвестного в «Аскольдовой могиле» Верстовского. Ему было предложено место в уфимском земстве, но в Уфу приехала малороссийская труппа Деркача, к которой и примкнул Шаляпин. Странствования с ней привели его в Тифлис, где ему впервые удалось серьёзно заняться своим голосом, благодаря певцу Д. А. Усатову. Усатов не только одобрил голос Шаляпина, но, ввиду отсутствия у последнего материальных средств, стал бесплатно давать ему уроки пения и вообще принял в нём большое участие. Он же устроил Шаляпина в тифлисскую оперу Людвигова-Форкатти и Любимова. Шаляпин прожил в Тифлисе целый год, исполняя в опере первые басовые партии.
В 1893 году он перебрался в Москву, а в 1894 году — в Санкт-Петербург, где пел в «Аркадии» в оперной труппе Лентовского, а зимой 1894—1895 гг. — в оперном товариществе в Панаевском театре, в труппе Зазулина. Прекрасный голос начинающего артиста и в особенности выразительная музыкальная декламация в связи с правдивой игрой обратили на него внимание критики и публики. В 1895 году Шаляпин был принят дирекцией Санкт-Петербургских Императорских театров в состав оперной труппы: он поступил на сцену Мариинского театра и с успехом пел партии Мефистофеля («Фауст») и Руслана («Руслан и Людмила»). Разнообразное дарование Шаляпина выразилось и в комической опере «Тайный брак» Д. Чимарозы, но все же не получило должной оценки. Сообщают, что в сезон 1895—1896 годах он «появлялся довольно редко и притом в мало подходящих для него партиях». Известный меценат С. И. Мамонтов, державший в то время оперный театр в Москве, первый заметив в Шаляпине дарование из ряда вон выходящее, уговорил его перейти в свою частную труппу. Здесь в 1896—1899 годах Шаляпин развился в художественном смысле и развернул свой сценический талант, выступив в ряде ответственных ролей. Благодаря его тонкому пониманию русской музыки вообще и новейшей в частности, он совершенно индивидуально, но вместе с тем глубоко правдиво создал ряд значительных образов отечественной оперной классики.
Шаляпин был солистом Русской Частной оперы, созданной С. И. Мамонтовым, в течение четырёх сезонов — с 1896 по 1899 год. В автобиографической книге «Маска и душа», Шаляпин характеризует эти годы творческой жизни как важнейшие: «У Мамонтова я получил тот репертуар, который дал мне возможность разработать все основные черты моей артистической натуры, моего темперамента». С 1899 года он снова на службе в Императорской русской опере в Москве (Большой театр), где пользовался громадным успехом. Он был высоко оценён в Милане, где выступил в театре «La Scala» в заглавной роли Мефистофеля А. Бойто (1901, 10 представлений). Гастроли Шаляпина в Петербурге на Мариинской сцене составляли своего рода события в петербургском музыкальном мире.
В революцию 1905 года примкнул к прогрессивным кругам, жертвовал сборы от своих выступлений рабочим. Его выступления с народными песнями («Дубинушка» и др.) порой превращались в политические демонстрации. С 1914 года выступает в частных оперных антрепризах С. И. Зимина (Москва), А. Р. Аксарина (Петроград). В 1915 году состоялся дебют в кино, главная роль (царь Иван Грозный) в исторической кинодраме «Царь Иван Васильевич Грозный» (по драме Льва Мея «Псковитянка»). В 1917 году Ф. И. Шаляпин в постановке оперы Дж. Верди «Дон Карлос» в Москве выступает не только как солист (партия Филиппа), но и как режиссёр. Следующий его режиссёрский опыт — опера «Русалка» А. С. Даргомыжского. В этой постановке на заглавную партию он выбирает молодую певицу К. Г. Держинскую. С 1918 года — художественный руководитель Мариинского театра. Получил звание Народного артиста Республики.
В конце лета 1932 года исполняет главную роль в кинофильме «Дон-Кихот» австрийского кинорежиссёра Георга Пабста по одноименному роману Сервантеса. Фильм был снят сразу на двух языках — английском и французском, с двумя составами актёров, музыку к фильму написал Жак Ибер. Натурные съемки кинофильма проходили близ города Ницца. В 1935—1936 годах певец отправляется в свои последние гастроли на Дальний Восток, дав 57 концертов в Маньчжурии, Китае и Японии. Во время гастролей его аккомпаниатором был Жорж де Годзинский. Весной 1937 года у него обнаружили лейкоз, а 12 апреля 1938 он скончался в Париже на руках жены.
