켄터키 주 렉싱턴에서 태어났다. 조부는 곤충학자로 유명했으며 아버지는 변호사였다. 부모가 이혼 후에는 켄터키와 일리노이 주 시카고를 왔다갔다 하면서 살았다.
10대때 뮤직 비디오에 출연한 계기로 일리노이주의 여러 극단과 함께 작업하며 무대에서 연기를 시작한 그는 빌 머리 주연의 《사랑의 블랙홀》(1993)에 단역으로 출연하며 영화계에 데뷔했다. 정작 그 후로는 영화보다는 연극 무대에서 더 유명했다. 《바닐라 스카이》라든가 《8 마일》, 《나쁜 녀석들 2》, 《진주만》 같은 데에 조연으로도 나오기도 했다.

본격적으로 영화계에서 빛을 본 건 그때까지 유일한 대표작이자 그의 연극 단골 레퍼토리였던 《버그》가 윌리엄 프리드킨의 손에 영화화되면서 애슐리 저드와 함께 미친듯한 광기 연기를 보여주면서다. 이 역으로 섀넌은 유명한 감독들의 눈에 띄어 베르너 헤어초크라든가 시드니 루멧의 영화에 캐스팅되고 《레볼루셔너리 로드》에서 여주를 유일하게 이해해주는 여주 부부 친구의 아들로 나와 조연상의 후보가 되면서 주목받기 시작한다.

그리고 제프 니컬스의 《테이크 쉘터》에서 불안에 떨며 서서히 미쳐가는 평범한 가장 커티스역으로 평단의 찬사를 얻어내고, 여러 영화제의 주연상을 싹쓸이하는 위엄을 과시한다.