Michael Shannon iniciou sua carreira profissional nos palcos em Chicago. Seu primeiro papel de atuação foi em "Winterset", no Illinois Theatre Center. Ao longo dos anos seguintes, continuou trabalhando no teatro com companhias como Steppenwolf, The Next Lab e Red Orchid Theatre. Posteriormente, mudou-se para Londres por um ano e se apresentou no West End londrino em produções como "Woyzeck", "Killer Joe" e "Bug".

Enquanto estava em Chicago, Michael Shannon também se manteve ocupado diante das câmeras de cinema e televisão, mais notavelmente no projeto de grande tela Chicago Cab (1997), baseado na peça teatral de longa duração "Hellcab". Kangaroo Jack (2003) marcou a terceira produção de Jerry Bruckheimer em que Shannon apareceu. Ele também apareceu em Bad Boys II (2003), dirigido por Michael Bay e estrelado por Will Smith e Martin Lawrence, e em Grand Theft Parsons (2003), com Johnny Knoxville e Christina Applegate.

Além disso, Michael Shannon apareceu em Pearl Harbor (2001), também dirigido por Bay. Seus outros créditos no cinema incluem 8 Mile (2002), de Curtis Hanson; Vanilla Sky (2001), de Cameron Crowe, com Tom Cruise; High Crimes (2002), de Carl Franklin, com Morgan Freeman; Cecil B. Demented (2000), de John Waters; e o drama de guerra Tigerland (2000), de Joel Schumacher.