Su singular y exitosa carrera en la industria del entretenimiento podría denominarse “el sueño de una cenicienta americana”.

Jones se mudó de Smithon, Pennsylvania, a Nueva York para perseguir su sueño de convertirse en actriz. Su primer casting profesional fue para el coro de South Pacific donde cantó las obras de Rodgers y Hammerstein, quines inmediatamente reconocieron su talento innato. Su interpretación de una de las enfermeras de South Pacific fue su primera aparición sobre los escenarios de Broadway. Después, obtuvo un pequeño papel en Me and Juliet; su interpretación fue tan buena que le concedieron el papel principal en la gira nacional. Durante esa gira, Rodgers y Hammerstein coordinaron las fechas para que Shirley pudiera tomar un vuelo a Hollywood e hiciera un casting para el papel de Laurey en la versión cinematografica de Oklahoma; meses después, su carrera comenzó a despegar.

En 1960, Jones ganó un Oscar® como mejor actriz secundaria por su poderosa interpretación de Lulu Brains en el clásico El fuego y la palabra, dirigida por Richard Brooks y protagonizada por Burt Lancaster. Jones interpretó a Marian en Vivir de Ilusión de Meredith Wilson, en la que trabajó junto a Robert Preston; fue una de las películas de mayor recaudación de Columbia Pictures, y uno de los mayores logros de Jones.
En televisión, Shirley ha participado en The Partidge Family como la matriarca de la exitosa familia de la banda de rock and roll. Después hizo películas para televisión como Silent Night, Lonely Night, con Lloyd Bridges, por la cual recibió una nominación a los Emmy. También recibió otra nominación por su trabajo en There Were Times, Dear. En 1979, protagonizó la teleserie semanal Shirley.

En 1974, Shirley conoció a su marido, el productor de TV Marty Ingels, en una exposición de arte que se celebró en la casa de Michael Landon. Tres años más tarde se casaron, y en 1989, contaron toda su historia en una autobiografía, Shirley and Marty, An Unlikely Love Story.

En los últimos años, Shirley ha estado de gira, actuando por todo el mundo. Asimismo, ha hecho apariciones como estrella invitada en programas tan populares como The Drew Carey Show, Sabrina, y That 70s Show. También ha trabajado en varias películas como Raising Genius, la comedia Ping, la parodia de terror Shriek if You Know What I Did Last Friday the Thirteenth y la comedia criminal Manna From Heaven, en la que trabajan un buen número de actrices ganadoras de un Oscar® (Jones, Louise Fletcher y Cloris Leachman).