Маршал Советского Союза, выдающийся советский военный и государственный деятель, военный теоретик. Родился 2 октября 1882 в семье служащих. Отец, Михаил Петрович (ум. 1912), служил по частному найму; мать, Пелагея Кузьминична, работала учительницей. Учился в Красноуфимском промышленном и Пермском реальном училищах.

В 1901—1903 годы учился в Московском Алексеевском военном училище, которое окончил по 1-му разряду и был произведён в чин подпоручика. Начал службу в 1-м Туркестанском стрелковом батальоне в Ташкенте, в 1903—1907 годы командовал там полуротой. В 1907—1910 годы учился в Академии Генерального штаба (Императорская Николаевская военная академия). Произведён в штабс-капитаны. После окончания академии продолжил службу в Ташкенте, где в 1910—1912 годы командовал ротой. В 1912 году переведён старшим адъютантом штаба 14-й кавалерийской дивизии в Ченстохов. С августа 1914 года участвовал в Первой мировой войне в должности адъютанта штаба 14-й кавалерийской дивизии (14 ак) на Западном фронте, показал хорошее знание тактики, проявил личную отвагу. В октябре 1914 года был контужен в голову. В январе — ноябре 1915 года — помощник старшего адъютанта разведотдела штаба 12-й армии на Северо-Западном фронте. В ноябре 1915 года — мае 1916 года — начальник штаба Отдельной сводной казачьей бригады. В чине подполковника старшинство с 6 декабря 1912 года. В сентябре 1917 года Б. М. Шапошников произведён в звание полковника и назначен на должность командира Мингрельского гренадерского полка. В ноябре 1917 года на съезде делегатов военно-революционных комитетов был избран начальником Кавказской гренадерской дивизии. В январе — марте 1918 года находился в госпитале.

В марте 1918 года был демобилизован и через 2 месяца, 22 мая, добровольно вступил в Красную Армию. С 22 мая был помощником начальника Оперативного управления штаба Высшего военного совета. С 7 сентября до конца октября 1918 года — начальник разведотдела Штаба РВСР. С 30 сентября — в Военном отделе Высшей военной инспекции РККА. С 4 марта 1919 года — первый помощник начальника штаба Наркомвоенмора Украинской ССР. С 15 августа 1919 года — начальник Разведывательного отделения, а с 12 октября — начальник Оперативного управления Полевого штаба Реввоенсовета Республики.

Принимал участие в разработке плана по разгрому деникинских войск в октябре 1919 года. Один из авторов планов кампаний 1920 года на Юго-Западном, Западном фронтах и в Крыму.

После окончания Гражданской войны, с 1921 года — 1-й помощник начальника Штаба РККА. В 1925—1927 годы — командующий войсками Ленинградского, с мая 1927 года — Московского военных округов. В 1928—1931 годы — начальник Штаба РККА. В 1930 году вступил в ВКП(б). С июля 1931 года — командующий войсками Приволжского ВО. В 1932—1935 годы — начальник, военный комиссар и профессор Военной академии имени М. В. Фрунзе. В 1935—1937 годы вновь командовал войсками Ленинградского ВО, получив 20 ноября 1935 звание командарма 1-го ранга. С 10 мая 1937 года — начальник Генштаба РККА. С августа 1940 — заместитель наркома обороны СССР. С 10 сентября 1939 года по 9 апреля 1941 года — член Комитета обороны при СНК СССР. 

В 1937—1945 годы был депутатом Верховного Совета СССР 1-го созыва от Московской области. В июне 1937 входил в состав Специального судебного присутствия, которое осудило к смертной казни М. Н. Тухачевского, И. Э. Якира, И. П. Уборевича и других. Кандидат в члены ЦК ВКП(б) с 21 марта 1939 года — Член ЦИК СССР. 7 мая 1940 года было присвоено звание Маршала Советского Союза. В августе 1940 года по состоянию здоровья он был снят с поста начальника Генштаба и назначен заместителем наркома обороны СССР по сооружению укреплённых районов (УР). 

В начале Великой Отечественной войны с 23 июня по 16 июля 1941 года — в Совете по эвакуации при СНК СССР. С 10 июля — член Ставки ВГК. С 21 по 30 июля 1941 года — начальник штаба главкома Западного направления. С 29 июля вновь назначен начальником Генштаба РККА. При его непосредственном участии были разработаны предложения по подготовке и ведению контрнаступления Красной Армии зимой 1941—1942 годов. Был снят с поста начальника Генштаба РККА 11 мая 1942 года после разгрома Крымского фронта под Керчью, на этой должности его сменил А. М. Василевский. С мая 1942 года по июнь 1943 года — заместитель наркома обороны СССР. В июне 1943 года назначен начальником Военной академии Генерального штаба.

В 1921 году был награждён орденом Красного Знамени.

Жена — Мария Александровна, сын — Игорь (генерал-лейтенант инженерных войск).

Умер от тяжёлой болезни, не дожив 44 дня до Победы. После смерти в 1945 году был кремирован, прах помещён в урне в Кремлёвской стене на Красной площади в Москве. Формально является единственным Маршалом Советского Союза, потерянным в ходе Великой Отечественной войны.