Michael Shannon debutoval v roce 1993 menší rolí v komedii Na Hromnice o den více (Groundhog Day) a od té doby se pravidelně objevuje jak ve velkorozpočtových snímcích, tak titulech nezávislých produkcí. Hrál ve filmech Michaela Baye Pearl Harbor (2001) nebo Mizerové II (Bad Boys II, 2003), s Oliverem Stonem natočil drama World Trade Center (2006), se Sidney Lumetem thriller Než ďábel zjistí, že seš mrtvej (Before the Devil Knows You´re Dead, 2007), s Wernerem Herzogem spolupracoval na filmech Špatnej polda (The Bad Lieutenant: Port of Call – New Orleans, 2009), Synku, synku, cos to proved? (My Son, My Son, What Have Ye Done, 2009) a nejnověji na Salt and Fire (2016).

Za roli ve filmové adaptaci Yatesova románu Nouzový východ (Revolutionary Road, 2008) režiséra Sama Mendese získal nominaci na Oscara. Další z oceňovaných výkonů pak předvedl v psychothrilleru Jeffa Nicholse Take Shelter (2001) a v dramatu 99 Homes (2014) režiséra Ramina Bahraniho. S Jeffem Nicholsem spolupracuje pravidelně již od jeho debutu Příběhy zbraní (Shotgun Stories, 2007) až po nejnovější filmy – Bahno z Mississippi (Mud 2012), sci-fi Půlnoční dítě (Midnight Special, 2016) či drama Loving (2016).