Родился 24 июля 1957 г. в Зааминском районе Джизакской области Узбекской ССР (ныне Республика Узбекистан). Его отец работал главным врачом туберкулезного диспансера в поселке городского типа Заамин.
В 1981 г. окончил Ташкентский институт инженеров ирригации и механизации сельского хозяйства по специальности "инженер-механик".
Кандидат технических наук. В 1988 г. защитил диссертацию на тему "Стабилизация положения уборочных аппаратов при движении хлопкоуборочной машины в поливной борозде".
С 1981 по 1992 г. работал в Ташкентском институте инженеров ирригации и механизации сельского хозяйства: младший научный сотрудник, старший преподаватель, секретарь комсомольской организации, партийный организатор (парторг), доцент, проректор по учебной работе.
В 1990 г. был избран депутатом Верховного Совета Узбекистана, в 1994 г. был избран в новый парламент страны (Олий мажлис). В 1999 г. переизбран в Олий мажлис II созыва от Джизакской области.
В 1992 г. занял пост хокима (главы администрации) Мирзо-Улугбекского района Ташкента.
С 1996 по 2001 г. - хоким Джизакской области Узбекистана. Затем, в 2001-2003 гг., был хокимом Самаркандской области республики.
11 декабря 2003 г. утвержден парламентом в должности премьер-министра Республики Узбекистан по предложению президента страны Ислама Каримова вместо отправленного в отставку Уткира Султанова. В 2004 г. в Узбекистане была создана проправительственная партия УзЛиДеП (Движение предпринимателей и деловых людей - Либерально-демократическая партия Узбекистана), Шавкат Мирзиёев вошел в состав ее политсовета. Впоследствии был переназначен на пост премьер-министра Узбекистана - 28 января 2005 г. и 27 января 2010 г.
23 января 2015 г. вновь утвержден парламентом главой кабинета министров республики. Впервые в истории современного Узбекистана его кандидатура на должность руководителя правительства была выдвинута не президентом, а партией УзЛиДеП, которая по итогам выборов 21 декабря 2014 г. получила в парламенте наибольшее количество депутатских мандатов - 52.
С 2005 г. Шавкат Мирзиёев, помимо руководства правительством, курировал весь агропромышленный комплекс республики (вопросы сельского и водного хозяйства, переработка сельхозпродукции, выпуск потребительских товаров).
8 сентября 2016 г., в связи с кончиной 2 сентября первого президента Узбекистана Ислама Каримова, парламент республики назначил Шавката Мирзиёева временно исполняющим обязанности главы государства. Выборы президента Узбекистана были назначены на 4 декабря 2016 г.
16 сентября 2016 г. политический совет УзЛиДеП выдвинул кандидатуру Мирзиёева на пост президента Республики Узбекистан. Вместе с ним на высший государственный пост баллотировались три заместителя спикера Законодательной (нижней) палаты Олий мажлиса: Хотамжон Кетмонов (лидер фракции Народно-демократической партии Узбекистана), Сарвар Отамуратов (лидер фракции Демократической партии Узбекистана "Миллий тикланиш") и Наримон Умаров (руководитель фракции Социал-демократической партии Узбекистана "Адолат").
4 декабря 2016 г. Шавкат Мирзиёев одержал победу на внеочередных выборах президента страны, заручившись поддержкой 88,61% избирателей. Его ближайший соперник - Хотамжон Кетмонов - получил 3,73% голосов. Инаугурация президента состоялась 14 декабря 2016 г.
13 декабря 2016 г. Сенат Олий мажлиса (верхняя палата парламента республики) освободил Шавката Мирзиёева от должности премьер-министра в связи с его избранием на пост президента Узбекистана.
7 августа 2021 г. партия УзЛиДеП выдвинула Шавката Мирзиёева кандидатом для участия в очередных выборах президента Узбекистана. 24 октября 2021 г. он был переизбран на новый пятилетний срок, получив 80,12% голосов избирателей. Второе место на выборах заняла замглавы политсовета Народно-демократической партии Узбекистана Максуда Ворисова (6,63%). 6 ноября 2021 г. Шавкат Мирзиёев вступил в должность главы государства.
В апреле 2023 г. в Узбекистане по инициативе Мирзиёева была проведена конституционная реформа. Новая редакция основного закона была одобрена 30 апреля 2023 г. на всенародном референдуме (за - 90,2% избирателей), вступила в силу 1 мая. Конституционные изменения касались в том числе увеличения президентского срока (с пяти до семи лет). После вступления в силу новой редакции основного закона действующий президент Узбекистана получил право вновь баллотироваться на высший государственный пост после двух сроков подряд.
30 мая 2023 г. Шавкат Мирзиёев был выдвинут кандидатом на досрочных президентских выборах Узбекистана от УзЛиДеП. Поддержку ему также выразила Демократическая партия "Миллий тикланиш" ("Национальное возрождение"), которая не стала выдвигать своего кандидата. 9 июля 2023 г. одержал победу на досрочных президентских выборах с результатом 87,05% голосов избирателей. Его ближайшая соперница - первый заместитель председателя Верховного суда Робахон Махмудова - получила 4,43% голосов. Инаугурация Шавката Мирзиёева состоялась 14 июля 2023 г.
Награжден узбекистанскими орденами "Мехнат шухрати" ("Трудовая слава"; 1998) и "Фидокорона хизматлари учун" ("За бескорыстную службу"; 2007), а также орденами "Данакер" (Киргизия, 2017), "Достык" (Дружбы) I степени (Казахстан, 2018), "Зарринточ" ( "Золотая корона"; Таджикистан, 2021), Александра Невского (Россия, 2022), Высшим орденом тюркского мира (Организация тюркских государств, 2023).
Женат. Имеет троих детей. Супруга - Зироатхон Хошимова, по образованию инженер-экономист, в настоящее время – домохозяйка. Две дочери – Шахноза и Саида (с августа 2023 г. - помощник президента Узбекистана), сын - Даврон.