Shirley Henderson creció en Fife, Escocia. A los 13 años entretenía al público en combates de boxeo cantando entre pelea y pelea después de haber ganado un concurso de canto. Posteriormente, empezó a cantar en cafés para trabajadores los sábados por la noche y los domingos por la tarde. Cuando decidió que quería ser actriz, se fue a estudiar a Londres a la Guildhall School de Música y Arte Dramático.

Ha trabajado en teatros londinenses de gran prestigio. Últimamente, en el Whitehall Theatre en "Anna Weiss" dirigida por Michael Attenborough.

Su primer papel en televisión fue en la popular serie "Hamish Macbeth" con Robert Carlyle, lo que le permitió obtener pequeños papeles en las películas Rob Roy y Trainspotting.

En 1999, Michael Winterbottom la escogió para la película Wonderland. Esa primera colaboración dio lugar a varias más: El perdón (The Claim), 24 Hour Party People, e interpretó a Leonora Braham en la aclamada Topsy-Turvy. A continuación dio vida por primera vez a Jude en El diario de Bridget Jones.

También para televisión trabajó en la muy aclamada producción "The Way We Live Now" de Anthony Trollope, por la que fue nominada a Mejor Actriz por la Sociedad Real de Televisión.

Otras películas suyas son Once Upon a Time in the Middlands, Dr. Sleep con Goran Wisnjic; Villa des roses de Frank van Passel; Wilbur se quiere suicidar, y la comedia escocesa American Cousins.

Interpreta a la trágica "Myrtle la Llorona" en Harry Potter y la cámara secreta y en Harry Potter y el cáliz de fuego. Hace poco la vimos con Colin Farell en Intermission. Futuras películas suyas son Frozen de Juliet McKoen y Dirty Filthy Love.