Shinoda nasceu e cresceu no subúrbio de Los Angeles, Agoura Hills. Seu pai é descendente de japoneses, sendo Mike a quarta geração fora do Japão, também afirma ter um pouco de índios americanos em sua linhagem. Quando criança, estudou piano clássico e jazz durante 10 anos, conta que havia uma loja onde havia aulas promocionais ensinando o básico do piano para crianças, quando a loja fechou, a professora continuou a dar aulas particulares para ele e seu irmão Jason, mais novo. Sobre sua arte, conta que desde quando se conhece, desenha, e que tudo começou quando seus pais descobriram que poderiam aquietá-lo nos restaurantes ao dar um papel para ele desenhar. Aos 13 anos de idade se dedicou ao jazz, blues e hip-hop.
Foi ele o responsável pela formação da banda ao lado de Brad, que é seu amigo desde a escola secundária. Depois o colegial Mike entrou na Faculdade de Artes e Design da cidade de Pasadena, para estudar design gráfico e ilustração, foi lá que ele conheceu o DJ da banda, Joe Hahn. Com apenas 21 anos, Shinoda se formou na universidade com um diploma em ilustração. Ele desenhou o soldado com asas de libélula da capa do álbum Hybrid Theory, assim como todos os outros símbolos utilizados pelo Linkin Park. Até acharem Chester para substituir Mark Wakefield, ele faria o resto dos vocais.
No início da banda, ele passava o dia tendo aulas de desenho e arte, à noite ia ensaiar e quando voltava para casa praticava o que tinha aprendido na faculdade. Conta que em sua primeira tournée, pôde conhecer o Japão, e encontrou certa familiaridade com o lado paterno da sua família.
Antes do primeiro álbum de estúdio do Linkin Park, a banda do Mike se chamava Hybrid Theory, mas por causa de um problema jurídico com outra banda, mudaram o nome para Linkin Park. Antes da banda se chamar Hybrid Theory, Chester Bennington entrou na banda, substituindo o vocal Mark Wakefield. Desde o início, Shinoda esteve estreitamente envolvido nos aspectos técnicos das gravações da banda, e sobre os lançamentos subsequentes desse papel continuou a expandir-se. Shinoda, com os membros da banda, produziram o Hybrid Theory EP, o primeiro álbum demo da banda, depois dos problemas com o nome, mudaram e o nome Hybrid Theory passou a ser o nome do primeiro álbum do Linkin Park. Mike organizou e supervisionou o Reanimation o álbum Remix que foi feito em 2002, contribuindo com a sua própria produção remixes que ele fez em sua home studio para "Crawling" e "Pushing Me Away", nesse álbum teve participações como a do rapper Chali 2na, do vocalista Jonathan Davis e de outros contribuidores.
Em relação ao segundo álbum do Linkin Park Meteora, Shinoda continuou a expandir-se sobre os seus deveres como um músico e técnico de estúdio ou mesmo engenheiro. Além disso, para a espinha dorsal da arte do álbum, Shinoda colaborou com graffiti do artista DELTA, Frank Maddocks e Joe Hahn.
O Collision Course, álbum do Linkin Park com colaboração de Jay-Z lançado em 2004, teve todos os seus mashups montados, produzidos e mixados por Mike. A partir daí sua participação na produção vem crescendo a cada novo álbum do Linkin Park. O álbum foi premiado com um Grammy Award por "melhor rap / com colaboração" pela canção "Numb/Encore".
A banda lançou seu terceiro álbum de estúdio, o Minutes To Midnight, em 15 de maio de 2007. Neste álbum, Shinoda dividiu o crédito de produção com o produtor Rick Rubin, supervisionando a evolução musical do som da banda. Este álbum foi também a primeira vez que Shinoda, além de fazer seu conhecido rap, cantou como voz de destaque em canções como "In Between" e "Hands Held High" além da canção bónus do álbum, "No Roads Left". Apesar de ser um "fiasco" dito por fans, Shinoda cantando faixas, está entre os melhores vocalistas, no número 72 do Top 100 Metal vocalistas de todos os tempos. O quarto álbum de estudio, A Thousand Suns, foi lançado em 14 de setembro de 2010. O álbum estreou em primeiro na Billboard 200, após vender 241 mil cópias na primeira semana de vendas nos Estados Unidos. Em janeiro de 2011, A Thousand Suns já havia vendido 631 mil cópias nos Estados Unidos e foi certificado como disco de ouro pela RIAA.
O Fort Minor é um projeto paralelo que Mike criou para mostrar mais seu lado "hip-hop" cantado no Linkin Park. Ele explicou o nome de seu projeto em uma entrevista:
 | 'Fort' representa o lado mais agressivo da música. "Minor" pode significar algumas coisas: Se você está falando sobre teoria musical, o tom menor é mais escuro. Eu queria o nome do álbum ao invés de ter meu nome na capa, porque eu quero que as pessoas se concentrem na música, não em mim. | 
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Seu primeiro trabalho foi o álbum The Rising Tied, produzido por Jay-Z, que conta com a participação de vários artistas como Holly Brook (Where´d You Go), Styles of Beyond (Remember The Name), John Legend e mais outros. Foi lançado no dia 22 de novembro de 2005 e o seu primeiro single foi a música Petrified, seguida por Believe Me, Remember The Name e Where'd You Go.
Mike se formou em Arte da Ilustração na Art Center College Of Design. Seu trabalho na arte é uma miscigenação de culturas, que mistura ancestrais japonês-americanos, guerilla street art e suas experiências na música. Existem muitos músicos que também pintam, mas em contraste, Mike poderia ser um pintor cujo hobby é a música. Seu talento e habilidades sãos os mesmos em ambos, música e arte.
Ele participou da criação de arte para todos os álbuns e materiais promocionais do Linkin Park e do Fort Minor, desenhou para o DC Shoes Remix Series (design do ténis, arte da caixa, palmilha e materiais promocionais), participou do programa Kid Robot em benefício às vítimas do furacão Katrina, além de ter contribuído com várias peças para leilões de celebridades (incluindo guitarras pintadas, desenhos de lápis e caneta, arte na tela).
Em maio de 2003, casou com uma namorada de longa data, Anna Hillinger. Segundo Mike o single Where’d You Go, foi escrita para sua mulher, para mostrar que ele entendia como ela se sentia quando ele viaja. Kenji, também do Fort Minor, foi escrita sobre a história de seu pai que nasceu durante a Segunda Guerra Mundial.
Segundo as suas declarações, é pai de um menino. Fontes diziam que o menino que chamava Otis Akio Shinoda. Ele confirmou-o publicamente no dia de abertura da sua Exposição de Arte "Glorious Excess (Dies)", dia 30 de agosto de 2009.
