Shields a „debutat” ca model la vârsta de 11 luni, apărând în reclame și obținând titlul de „cel mai frumos copil american”.
Absolventă a Lennox School din Manhattan și a colegiului Lincoln School din New York s-a înscris, în 1981, la Universitatea Princetown. Aici, studiul literaturii franceze o face să se îndrepte spre teatru.
După absolvire, se dedică actoriei și debutează cinematografic în „Pretty Baby” (1978), pornind pe drumul succesului, atestat de premiile obținute de-a lungul timpului (cum ar fi „Palm D’Or” la Cannes, pentru filmul „Laguna albastră” — 1980) și nominalizările la Globul de aur, în 1997 și 1998, pentru cea mai bună actriță de comedie.
Își valorifică talentul în filme precum „Sahara” (1983, turnat în desert, în care interpretează rolul unei curajoase femei, șofer pe o mașină de curse), „The Muppets Take Manhattan” (1984), „Speed Zone!” (1989), „Backstreet Dreams” (1990), „The Seventh Floor” (1994), „Running Wild” (1995), „Sussenly Susan” (1996), „The Misadventures of Margaret” (1998), „Black and White” (1999), „After Sex” (2000), „Bob the Butler” (2005), „The Midnight Meat Train” (2008), „Lipstick Jungle” (serial TV, 2008-2009), „Furry Vengeance” (2010), „Chalet Girl” (2011), „Skum Rocks” (2013), „Castro’s Daughter” (2015).
A fost căsătorită cu jucătorul de tenis Andre Agassi (1997-1999), iar din 2001 este căsătorită cu producătorul Chris Henchy cu care are doi copii Rowan Francis și Grier Hammond.