Shu Qi est née dans une famille taïwanaise très modeste. Se rebellant contre ses parents, elle fugue à plusieurs reprises puis s'installe à Hong Kong à 17 ans. Elle effectue alors divers petits boulots et travaille surtout comme mannequin de charme pour des revues érotiques. C'est par ce biais qu'un producteur la remarque et lui offre son premier rôle dans Sex and zen 2 en 1996. Cette même année, elle trouve un personnage plus conséquent dans Viva Érotica, une parodie de films érotiques qui lance sa carrière.
Dès lors Shu Qi multiplie les prestations, tournant entre cinq et dix film par an. Dans Love is not a Game, But a Joke, elle reçoit Le Prix de la Meilleure Actrice au Golden Horse Film Festival et au Hong Kong Film Awards en 1997. Un an plus tard, la comédienne rencontre le réalisateur de films d'action Andy Lau, qui lui offre le rôle principal dans cinq de ses films dont Storm Riders. A vingt-cinq ans, la jeune femme, qui a plus de trente films à son actif, est une star en Asie et remporte de nombreux prix à Hong Kong.
En 2000, Shu Qi joue dans Hidden Whisper de Vivian Chang, mais c'est l'année suivante, dans Millennium Mambo de Hou Hsiao Hsien qu'elle donne la pleine mesure de son talent avec une interprétation qui crève l'écran. La comédienne poursuit en jouant dans des films se rattachant à divers genres : l'action (Le Transporteur et So Close en 2002), l'horreur (The Eye 2, 2004) ou encore le drame (Three times, 2005, qui lui permet de remporter le Prix de la Meilleure actrice au Golden Horse Film Festival de Taipei).
Shu Qi poursuit sa carrière avec Confession of Pain (suite des polars Infernal Affairs et Initial D) et Ma Femme est un Gangster 3, deux grosses productions. Malgré sa côte de popularité et ses nombreux succès, l'actrice n'en délaisse pas pour autant les films conçus pour une sortie vidéo comme en témoigne par exemple Home Sweet Home (2005). En 2009, elle retrouve le réalisateur Andrew Lau et la superstar Andy Lau pour la comédie romantique sino-hongkongaise Look for a Star.
Parallèlement à sa carrière en Asie, Shu Qi est membre du jury au Festival du Film de Berlin en 2008 et au Festival de Cannes en 2009. La même année, elle est à l'affiche de New York, I Love You, une comédie romantique collective emmenée par un grand nombre d'acteurs américains dont Natalie Portman et Bradley Cooper. Toujours en 2010, Shu Qi prend part au film d'arts martiaux Legend of the Fist puis joue dans les comédies Journey to the West: Conquering the Demons et Gone with the Bullets.
Durant les années 2010, Shu Qi ralentit sensiblement sa cadence de tournage. Elle rejoint toutefois, en 2015, à nouveau la distribution d'un film d'arts martiaux avec l'ambitieux The Assassin, qui reçoit le prix de la mise en scène au Festival de Cannes. Le film lui permet également de tourner pour la troisième fois sous la direction de Hou Hsiao-hsien. Elle poursuit avec le film d'action The Adventurers en 2017 (et avec Jean Reno !) et le film de science-fiction Shanghai Fortress en 2019.
Laurent Schenck