Tra teatro e cinema
Mike Shannon si è fatto una reputazione all'inizio degli anni '90 come attore teatrale sulla scena di Chicago. Il debutto sul grande schermo non si fa attendere, nel 1993, in Ricomincio da capo. Ma Shannon intervalla le performance a Broadway e sui palchi del nord America con diverse interpretazioni cinematografiche. Lavorando per l'acclamata Steppenfold Theatre Company sarà al centro di diverse produzioni di successo da Killer Joe (1993) a A Man from Nebraska (2003) fino a Bug (2003) da cui William Friedkin trae un film nel 2006. La carriera di Mike Shannon ha d'altra parte trovato le fondamenta come caratterista in diverse pellicole hollywoodiane. Nel 1996 appare in Reazione a catena per poi essere in Hellcab (1997), interpretare uno psicopatico in Jesus's son (1999) e un ex sergente del Vietnam in Tigerland (2000). Appare anche in A morte Hollywood (2000) e nel blockbuster di Michael Bay, Pearl Harbour (2001). Con Vanilla Sky (2001) e High Crimes - Crimini di stato (2002), la fama di Shannon inizia a crescere così come la statura dei suoi personaggi. Nel 2002 interpreta l'amante della madre di Eminem in 8 Mile mentre nel 2003 è accanto a Christopher Walken in Kangaroo Jack - Prendi i soldi e salta. Ma appare anche in The Woodsman - Il segreto (2004), Bad Boys II (2003) e Water (2004).

Ruoli tormentati
Nel 2006 Shannon sarà il protagonista di Bug, versione cinematografica diretta da William Friedkin dell'omonima pièce teatrale. Il ruolo di un ex marine ossessionato da degli insetti che entrerebbero sotto la pelle che trascina nella propria follia fino all'autodistruzione una donna innocente calza a pennello sulla figura di Shannon. Bug è d'altronde una delle produzioni più anomale, ma al tempo stesso meglio riuscite di Friedkin. Il che dà una spinta alla sua carriera permettendogli di apparire in Let's go to prison - Un principiante in prigione (2006) e nel kolossal di Oliver Stone World Trade Center (2006). Dopo Blackbird e Shotgun Stories dove recitava accanto a Jack Nicholson, nel 2007 appare ne Le regole del gioco di Curtis Hanson. Il 2008 lo vede interprete per Sidney Lumet di Onora il padre e la madre accanto a Ethan Hawke e Philip Seymour Hoffman. Se la critica inizia a riconoscerne il valore, nel 2009 è candidato agli Oscar come miglior attore non protagonista per il nuovo dramma di Sam Mendes, Revolutionary Road. Anche nella sua ultima interpretazione Shannon è nella parte di un malato di mente che contribuirà alla rapida degradazione della coppia interpretata da Leonardo DiCaprio e Kate Winslet. Da lì in poi i ruoli di personaggi deviati gli appartengono sempre più, sia sul grande che sul piccolo schermo: si passa da My Son, My Son, What Have Ye done? di Herzog all'agente Nelson Van Alden di Boardwalk Empire, fino ad arrivare Dark Shadows di Tim Burton e Take Shelter di Jeff Nichols (col quale lavora nuovamente in Mud).
Nel 2013 entra a far parte del cast de L'uomo d'acciaio, di Zack Snyder (col quale tornerà a lavorare in Batman V Superman: Dawn of Justice) e l'anno successivo recita come co-protagonista nei film Young Ones e 99 Homes. Nel 2015 è tra i protagonisti Freeheld: Amore, giustizia, uguaglianza, di Peter Sollet, e l'anno dopo tornerà a lavorare per Jeff Nichols in Midnight Special, in concorso alla 66esima Berlinale, e in Loving, a Cannes. Lo stesso anno prende parte anche al blockbuster di Zack Snyder Batman V Superman: Dawn of Justice.
Il 2016 lo vede impegnato nei panni di Elvis Presley in Elvis & Nixon di Liza Johnson, ma anche nel secondo film di Tom Ford Animali notturni, grazie al quale ottiene una nomination come miglior attore non protagonista ai premi Oscar. Tra le interpretazioni più recenti troviamo invece Cena con delitto - Knives out (2019), Amsterdam, Bullet Train (2022) e The Flash (2023).