محمدرضا شجریان تا سال ۱۳۵۰ بهخاطر اینکه پدرش میخواست خانوادهٔ آنها بیشتر با قرائت قرآن و چهرهٔ مذهبی شناخته شوند، با نام مستعار سیاوش بیدگانی با رادیو همکاری میکرد، ولی بعد از آن پدرش به او اجازهٔ استفاده از نام اصلیاش را داد. وی تا سال ۱۳۴۷ در استخدام آموزش و پرورش بود و پس از مدت زمانی تدریس و مدیریت مدارس، به وزارت منابع طبیعی انتقال یافت.
از سال ۱۳۵۲ نزد عبدالله دوامی ردیف آوازی ایشان و شیوههای تصنیفخوانی را فراگرفت. در همین سال، به همراه گروهی از هنرمندان همچون محمدرضا لطفی، ناصر فرهنگفر، حسین علیزاده، جلال ذوالفنون و داوود گنجهای، به عضویت مرکز حفظ و اشاعهٔ موسیقی به سرپرستی داریوش صفوت درآمد.
وی در سال ۱۳۵۸ دعای ربنا (برخی آیات قرآن که شجریان آنها را با صوت خوانده) و مناجات مثنوی افشاری را به صورت بداهه و بدون تمرین خواند، ابتدا به قصد این که به هنرجویان آموزش دهد و بهترین را در ماه رمضان برای افطار پخش کنند اما رادیو همان اجرای خودش را پخش کرد و این دعا به مدت سی سال از اصلیترین برنامههای رادیو در ماه رمضان بودند.
محمدرضا شجریان در سال ۱۳۷۸ جایزه پیکاسو را از طرف سازمان یونسکو دریافت کرد.
شجریان با همکاری حسین یوسفزمانی آلبوم بوی باران را در سال ۱۳۷۸ منتشر کرد و از سال ۱۳۷۹، همکاری خود را با حسین علیزاده، کیهان کلهر و پسرش همایون آغاز کرد و این همکاری تا اوایل دهه ۱۳۸۰ ادامه داشت.
محمدرضا شجریان در سال ۱۳۸۱ دو آلبوم بی تو بهسر نمیشود و فریاد را منتشر کرد که با همکاری حسین علیزاده، کیهان کلهر و همایون شجریان اجرا شده بودند. این دو آلبوم نامزد جایزه گرمی شدند. این گروه چهارنفره در زمستان سال ۱۳۸۲ نیز جهت کمک به زلزلهزدگان بم در تهران کنسرتی برگزار کردند که با نام همنوا با بم شناخته میشود. وی درآمد حاصل از فروش دی وی دی این کنسرت را به پروژهٔ باغ هنر بم که خودش آن را تأسیس کرده بود، اختصاص داد.
پس از دهمین دورهٔ انتخابات ریاست جمهوری ایران، محمدرضا شجریان در نامهای به عزتالله ضرغامی از وی خواست تا از پخش آثار او در صدا و سیما خودداری کند. وی گفت: «سرودهایی که خوانده بهویژه سرود ایران، ای سرای امید متعلق به سالهای ۱۳۵۷ و ۱۳۵۸ بوده و هیچ ارتباطی با شرایط کنونی ندارد». وی اعلام کرد سازمان صدا و سیما هیچ نقشی در تهیه این آثار نداشته و به حکم قانون و شرع از این سازمان خواسته صدا و آثار او را در هیچیک از واحدهای رادیو و تلویزیون پخش نکند.البته همزمان در آن نامه، شجریان دعای «ربنا» و «مناجات افشاری» خود را به ملت ایران تقدیم و تأکید کرد حساب این دو اثر از بقیه آثارش جداست. اما پس از شکایت رسمی وی از صدا و سیما عدهای از مدیران صدا و سیما اعلام کردند دیگر حتی دعای ربنای ایشان را هم پخش نمیکنیم. محمدحسین صوفی، معاون صدای سازمان نیز اعلام کرد: «از این پس حتی در ماه رمضان صدای محمدرضا شجریان از شبکههای رادیویی پخش نمیشود»
محمدرضا شجریان علاوه بر آوازخوانی، علاقهٔ زیادی به خوشنویسی ایرانی دارد. او از سال ۱۳۴۴ به فراگیری خط نستعلیق نزد ابراهیم بوذری و حسین میرخانی پرداخت. او در حال حاضر دارای درجه ممتاز در خط نستعلیق است.+
محمدرضا شجریان مبدع چند ساز جدید در موسیقی ایرانی است. وی در اردیبهشت ۱۳۹۰ در نمایشگاه در تهران این سازها را رسماً به نمایش عمومی درآورد.
در فروردین ۱۳۹۸ جشنواره موسیقی بنیاد آقاخان جایزه ویژه «خداوندگار موسیقی» را به محمدرضا شجریان تقدیم کرد. هیئت داوران این جشنواره در بیانیهای اعلام کرد: علت تقدیم این جایزه به محمدرضا شجریان نقش آفرینی مستمر او در غنی کردن میراث موسیقایی بشر، استادی بی همتای او در موسیقی و تأثیرگذاری اجتماعی او به عنوان یک موسیقیدان و معلم در ایران و خارج از مرزهای این کشور بودهاست. این جایزه روز یکشنبه ۱۱ فروردین ۱۳۹۸ در جشنواره سالانه موسیقی بنیاد آقاخان در شهر لیسبون پرتغال به شجریان اهدا شد.
در شهریور ۱۳۹۶ در پنجمین جشنواره بینالمللی «هنر برای صلح» نشان عالی هنر برای صلح سال ۱۳۹۶ به محمدرضا شجریان و ۳ هنرمند دیگر اهداء شد.
نشان شوالیهٔ ملی لیاقت در آیینی رسمی، شامگاه دوم تیر ۱۳۹۳ (۲۳ ژوئن ۲۰۱۴) در سفارت فرانسه در تهران به شجریان اهدا شد.
جمعه ۲۸ آبان ماه ۱۳۸۹ مراسمی با نام «سومین سال بزرگداشت ادب و هنر پارسی» در دانشگاه استنفورد آمریکا برگزار شد که طی آن سومین جایزه بیتا به دست بنیانگذارش بیتا دریاباری به محمدرضا شجریان استاد موسیقی ایرانی رسید.
در سال ۱۳۷۸ موفق به دریافت جایزه پیکاسو و دیپلم افتخار از طرف سازمان یونسکو در پاریس شد.