محمدرضا شجریان، اول مهر ۱۳۱۹ در مشهد زاده شد. خواندن را از کودکی با همان لحن کودکانه آغاز کرد.

از کودکی با توجه به استعداد و صدای خوبش تحت تعلیم پدر که خود قاری قرآن بود مشغول به پرورش صدای    خویش شد و در سال ۱۳۳۱، برای نخستین بار، صدای تلاوت قرآن او از رادیو خراسان پخش می‌شود.

وی در سال ۱۳۳۸ به دانشسرای مقدماتی در مشهد رفت و از همان سال برای نخستین بار با یک معلم موسیقی آشنا شد.

وی پس از دریافت دیپلم دانشسرای عالی، به استخدام آموزش و پرورش در آمد و به تدریس مشغول شد و در این زمان با سنتور آشنا شد. در سال ۱۳۳۷ به رادیو خراسان رفت و در رشته آواز مشغول فعالیت شد. سپس برای اجرای برنامه‌های گلها به تهران نزد استاد داوود پیرنیا دعوت شد و در بیش از یکصد برنامه گلها و برگ سبز شرکت کرد. شجریان در سال ۱۳۴۰ ازدواج کرد که حاصل آن سه دختر و یک پسر (همایون) بود. او در سال ۱۳۴۶ به تهران رفت و با احمد عبادی آشنا شد و از سال ۱۳۴۶ در کلاس اسماعیل مهرتاش شرکت نمود. همچنین برای آموختن خوشنویسی در انجمن خوشنویسان نزد استاد ابراهیم بوذری رفت. او از سال ۱۳۴۷، خوشنویسی را نزد استاد حسن میرخانی ادامه داد. وی در سال ۱۳۴۹، درجهٔ ممتاز را در خوشنویسی به دست آورد.

شجریان تا سال ۱۳۵۰ با نام مستعار سیاوش بیدکانی با رادیو همکاری می‌کرد، ولی بعد از آن از نام خود استفاده کرد در ۱۳۵۰ با فرامرز پایور آشنا شد و یادگیری سنتور و ردیف‌های آوازی را نزد وی دنبال کرد. در سال ۱۳۵۱ در برنامهٔ گلها با استاد نورعلی خان برومند آشنا شد و به آموختن شیوهٔ آوازی طاهرزاده نزد او پرداخت. از سال ۱۳۵۲ نزد عبدالله دوامی کلیه ردیف‌های موسیقی و شیوه‌های تصنیف‌خوانی را فرا گرفت. در همین سال به همراه گروهی از هنرمندان چون محمدرضا لطفی، ناصر فرهنگ‌فر، حسین علیزاده، جلال ذوالفنون و داوود گنجه‌ای، مرکز حفظ و اشاعه موسیقی را به سرپرستی استاد داریوش صفوت بنا نهاد.

وی شیوه‌های آوازی اقبال‌السلطان، تاج اصفهانی، میرزا ظلی، ادیب خوانساری، حسین قوامی و بنان را روی صفحات و نوارها به‌دقت دنبال کرد. از سال ۱۳۵۴، تدریس هنرجویان را در رشته آواز در دانشکده هنرهای زیبای دانشگاه تهران آغاز کرد و در سال ۱۳۵۸ با تعطیلی این رشته کار تدریس خود را پایان داد. در سال ۱۳۵۷ به‌همراه هوشنگ ابتهاج و برخی هنرمندان دیگر از رادیو کناره‌گیری کرد. شجریان در اسفندماه سال ۱۳۵۶ شرکت دل‌آواز را بنیان‌گذاری کرد. همچنین در سال ۱۳۵۷ در مسابقه تلاوت قرآن کشوری رتبه‌ی نخست را به دست آورد.

در ۱۳۵۷ چندین سرود میهنی اجرا کرد و همکاری خود را با سازمان‌های دولتی ادامه نداد و در خانه به تحقیق و تدوین ردیف‌های آوازی پرداخته و به آموزش شاگردان قدیمی‌اش همت گماشت. در فاصله سال‌های دههٔ شصت، شجریان همکاری گسترده‌ای را با پرویز مشکاتیان آغاز کرد که حاصل آن آلبوم‌هایی چون بیداد همایون، آستان جانان، سرّ عشق (ماهور)، نوا و دستان بود. در این سال‌ها به همراه گروه عارف کنسرت‌هایی را در خارج از ایران اجرا کرد.

پس از سال ۱۳۶۸ به همراه داریوش پیرنیاکان و جمشید عندلیبی به اجرای کنسرت در آمریکا و اروپا پرداخت. این گروه در سال بعد، کنسرت‌هایی را برای جمع‌آوری کمک مردم دنیا به زلزله‌زدگان رودبار انجام داد. آلبوم‌های دل مجنون، سرو چمان، یاد ایام و آسمان عشق با همکاری گروه آوا و نیز دلشدگان با آهنگسازی حسین علیزاده در این سال‌ها منتشر شدند. در سال ۱۳۷۴، شجریان کنسرت‌هایی در شهرهای اصفهان، شیراز، ساری، کرمان و سنندج برگزار کرد و در همین سال، آلبوم چشمه نوش را با محمدرضا لطفی و مدتی بعد، در خیال را با همکاری مجید درخشانی منتشر کرد. وی در سال ۱۳۷۷، آلبوم شب، سکوت، کویر را با آهنگسازی کیهان کلهر منتشر کرد.

شجریان در سال ۱۳۷۸ جایزه پیکاسو را از طرف سازمان یونسکو دریافت کرد. از سال ۱۳۷۹ با حسین علیزاده، کیهان کلهر و پسرش همایون به اجرای کنسرت پرداخت که حاصل آن، آلبوم‌های زمستان است، بی تو به سر نمی‌شود، فریاد، ساز خاموش و سرود مهر بود. در سال ۱۳۸۲، به همراه همین گروه برای کمک به زلزله‌زدگان بم کنسرتی در تهران با نام هم‌نوا با بم اجرا کرد.

از سال ۱۳۸۶، شجریان به همکاری با گروه آوا پرداخت و کنسرت‌هایی در تهران، اصفهان، اروپا، آمریکا و کانادا اجرا کرد. در همین سال و در مراسم درگذشت مادرش، پس از ۳۰ سال، دعای ربنا را دوباره خواند. شجریان اکنون به همراه پسرش همایون شجریان به ترویج و اشاعه موسیقی اصیل و سنتی ایرانی می‌پردازد. پس از برگزاری کنسرت شجریان در ونکوور کانادا، گلوب اند میل، شجریان را افسانهٔ موسیقی شرق معرفی کرد.