شبنم قلی‌خانی در ۱۹ آبان ۱۳۵۶ در تهران زاده شد. او فعالیت بازیگری را در سال ۱۳۷۶ با بازی در تئاتر آنتیگونه در تئاتر شهر تهران آغاز کرد. او مورد توجه شهریار بحرانی قرارگرفت و در فیلم سینمایی مریم مقدس به کارگردانی شهریار بحرانی درخشید.
او نقش مریم، مادر عیسی مسیح را در این فیلم سینمایی ایفا کرد. او در نخستین مجموعهٔ تلویزیونی خود به نام اولین شب آرامش به کارگردانی احمد امینی به ایفای نقش پرداخت.
در سال ۱۳۸۴ شبنم نخستین اثر خود به‌نام حقیقت یک دست‌فروش را که یک فیلم مستند بود، کارگردانی کرد و وارد عرصهٔ کارگردانی شد. او تاکنون چندین فیلم مستند و کوتاه و یک فیلم انیمیشن را کارگردانی کرده‌است.
