Сергей Шойгу родился 21 мая 1955 года в небольшом городке Чадане Тувинской автономной области в семье редактора районной газеты Кужугета Серээевича Шойгу и зоотехника Александры Яковлевны Шойгу (урожд. Кудрявцевой).
С 1962 по 1972 год учился в местной школе. С 1972 по 1977 год Сергей Шойгу учился в Красноярском политехническом институте и окончил его по специальности инженер-строитель.
С 1977 по 1978 год — мастер треста «Промхимстрой» (г. Красноярск); с 1978 по 1979 год — мастер, начальник участка треста «Тувинстрой» (г. Кызыл); с 1979 по 1984 год — старший прораб, главный инженер, начальник строительного управления СУ-36 треста «Ачинскалюминстрой», г. Ачинск; с 1984 по 1985 год — заместитель управляющего трестом «Саяналюминстрой», г. Саяногорск; с 1985 по 1986 год — управляющий трестом «Саянтяжстрой» (г. Абакан); с 1986 по 1988 год — управляющий трестом «Абаканвагонстрой» (г. Абакан).
С 1988 по 1989 год — второй секретарь Абаканского городского комитета КПСС (г. Абакан); с 1989 по 1990 год — инструктор Красноярского крайкома КПСС (г. Красноярск).
В 1990 году переезжает на новое место работы в Москву. С 1990 по 1991 год — заместитель председателя Государственного комитета РСФСР по архитектуре и строительству.
С 1991 года становится председателем Российского корпуса спасателей; председателем Государственного комитета РСФСР по чрезвычайным ситуациям. С 1991 по 1994 год — первый председатель нового Государственного комитета Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий.
В 1992 году назначен заместителем главы временной администрации на территории Северной Осетии и Ингушетии во время осетино-ингушского конфликта. С 1993 по 2003 год — председатель Национальной комиссии Российской Федерации по проведению международного десятилетия ООН по уменьшению опасности стихийных бедствий.
С 1994 года по 2012 год — министр Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий (Одновременно, с 10 января по 7 мая 2000 года — заместитель председателя Правительства Российской Федерации). В должности министра по чрезвычайным ситуациям руководил многими спасательными и гуманитарными операциями МЧС России. Неоднократно был назван гражданами России как самый популярный министр, деятельность которого одобряет большинство россиян.
В 1996 году — куратор избирательной кампании президента Российской Федерации в субъектах Российской Федерации.
С 1996 года — член Совета Безопасности Российской Федерации (с 2012 года — постоянный член Совета Безопасности Российской Федерации).
В 2000 году возглавил партию «Единство», которая позже вместе с партиями «Отечество» (Юрий Лужков) и «Вся Россия» (Минтимер Шаймиев) была преобразована в партию «Единая Россия».
С 15 октября 2003 года — член Морской коллегии при Правительстве Российской Федерации. С ноября 2009 года — президент Русского географического общества. С октября 2010 года — Член Национального антитеррористического комитета России. С июля 2011 года — член Межведомственной комиссии по противодействию экстремизму в Российской Федерации. До 30 июня 2011 года являлся председателем совета директоров федерального сетевого оператора в сфере навигационной деятельности «НИС ГЛОНАСС».
4 апреля 2012 года предложен партией «Единая Россия» Президенту России кандидатом на должность губернатора Московской области. 5 апреля 2012 года кандидатура Шойгу единогласно поддержана Московской областной думой. Вступил в должность 11 мая 2012 года, после того, как истёк срок полномочий прежнего губернатора Бориса Громова.
6 ноября 2012 года генерал армии Сергей Кужугетович Шойгу назначен министром обороны Российской Федерации вместо отправленного в отставку Анатолия Сердюкова. По словам пресс-секретаря председателя правительства Натальи Тимаковой, Шойгу к назначению министром обороны рекомендовал Дмитрий Медведев. Одновременно назначен заместителем руководителя межведомственной рабочей группы при Президенте России по контролю за выполнением государственного оборонного заказа и реализацией государственной программы вооружения.
После вступления в должность министра Шойгу продолжил начатый при его предшественнике курс на кардинальную реформу Вооружённых Сил России, но внёс в практическую реализацию реформы ряд существенных изменений.