Nato e cresciuto a Wabush, figlio dell'attore Jerry Doyle, si sposta a Toronto per studiare arte drammatica alla York University, poi successivamente comincia a partecipare ai primi provini. Sposato con l'attrice Allegra Futton, grazie alla quale diverrà padre del piccolo Rhys, recita con lei nel cortometraggio The Hangman's Bride (1996) da loro stessi scritto, ma diretto da Naomi McCormack.

Il debutto sul grande schermo
Dopo essere apparso in qualche episodio come Side Effects (1995-1996) e Psi Factor (1996), recita nel film Darkman III: Die Darkman Die (1996) di Bradord May, accanto a Arnold Vosloo. Poi, dopo aver partecipato a Spy (1996) con Samuel L. Jackson e L'istinto della caccia (1997), ritorna nuovamente sul piccolo schermo nelle miniserie The Last Don II (1998) e La tempesta del secolo (1999) di Craig R. Baxley con Spencer Breslin e Julianne Nicholson, seguiti da piccole partecipazioni a episodi di Pianeta Terra - Cronaca di un'invasione (1998) e Due South (1998).

Altri film
Nel 2000, interpreta il ruolo di Jack Shepard in Frequency - Il futuro è in ascolto di Gregory Hoblit con Dennis Quaid, James Caviezel e Noah Emmerich. L'anno successivo, è invece accanto a Michael Douglas in Don't Say a Word (2001), a John Maklovich e Dennis Hopper in Compagnie pericolose (2001), a Jim Carrey in The Majestic (2001) e infine recita in Chi è Cletis Tout? (2001).

I numerosi telefilm
Shawn Doyle rimane comunque molto più attivo nel piccolo schermo: Desperate Housewives - I segreti di Wisteria Lane (2004-2005), CSI - Scena del crimine (2004), Numb3rs (2008), Lost (2008), Medium (2009) e Big Love (2006-2010) con Bill Paxton, Jeanne Tripplehorn, Chloë Sevigny, Gennifer Godei, Amanda Seyfried, Grace Zabriskie, Harry Dean Stanton, Daveigh Chase, Bruce Dern, Tina Majorino e Melora Walters. Da non sottovalutare il film tv Otto giorni per la vita (2006) e la pellicola Whiteout - Incubo bianco (2009).