Débuts en tant que réalisateur jeunesse (1990-2005)
Après des débuts comme acteur durant les années 1990, Shawn Levy passe à la réalisation pour des productions destinées à la jeunesse : en 1997, il livre le conte fantastique Adress Unknown, puis la comédie dramatique Après la pluie.... Parallèlement, il tourne activement pour la télévision, mettant en scène plusieurs épisodes de séries télévisées jeunesse, notamment destinées à Disney Channel : Les Incroyables Pouvoirs d'Alex, Lassie, The Journey of Allen Strange, Animorphs ou encore Jett Jackson, sur laquelle il officie aussi en tant que producteur exécutif et réalise le téléfilm de conclusion.
En 2002, son troisième long-métrage, la comédie familiale Disney Méchant Menteur connait un joli succès commercial, grâce à la présence de vedettes pour adolescents Frankie Muniz et Amanda Bynes en têtes d'affiche.
En 2005, il fonde sa société de production, 21 Laps Entertainment. Cette société lui permet de se contenter du siège de producteur pour la suite, Treize à la douzaine 2, mais aussi de réaliser des pilotes de séries télévisées. Cependant, seul celui de la série Pepper Dennis est commandé par une chaîne. Le programme ne dépasse pas une saison en 2006.
Ce double succès lui permet non seulement de continuer à s'investir dans différents projets en tant que producteur, mais aussi de sélectionner davantage ses propres réalisations.
Spécialisation dans la comédie grand public (2009-2015)
Shawn Levy parvient enfin à s'extirper d'un cinéma destiné à la jeunesse en dirigeant en 2010 les révélations comiques Steve Carrell et Tina Fey dans leur premier projet commun, la comédie d'action Crazy Night, qui marque aussi son premier succès critique.
En 2011, Steven Spielberg lui fait confiance en lui attribuant la réalisation du film de science-fiction et d'aventure Real Steel, porté par la star Hugh Jackman. Ce premier blockbuster pour Levy connaît un joli succès commercial, et devient même culte. Parallèlement, Levy parvient enfin à s'imposer côté télévision, en produisant la sitcom familiale avec Tim Allen, Last Man Standing.
Alors que d'autres trois pilotes de séries qu'il réalise ne sont pas commandés, il produit en 2012 la comédie fantastique Voisins du troisième type, avec Ben Stiller, un échec critique et commercial, et en 2013 un drame indépendant, The Spectacular Now, de James Ponsoldt, un long-métrage acclamé par la critique.
En tant que réalisateur, Levy tente aussi d'aller vers un cinéma plus adulte. Après avoir livré en 2013 la satire Les Stagiaires, portée par le tandem Vince Vaughn/Owen Wilson, il dirige en 2014 un casting quatre étoiles de stars de la comédie américaine pour le film indépendant This Is Where I Leave You. Ces deux essais ne convainquent toujours pas la critique, et fonctionnent juste correctement au box-office. C'est donc à Noël qu'il renoue avec le succès commercial en livrant la conclusion de sa trilogie, La Nuit au musée 3 : Le Secret des Pharaons.
Netflix et collaborations avec Ryan Reynolds (depuis 2016)
Début 2016, Shawn Levy est en contrat avec Netflix : il réalise des épisodes de la sitcom Unbreakable Kimmy Schmidt, produite et co-écrite par Tina Fey, et devient producteur délégué et réalisateur de la série fantastique Stranger Things.
En février 2022, Netflix annonce qu'il va réaliser un nouveau film pour la plate-forme, intitulé Backwards[4]. En novembre 2022, il entre en discussion pour réaliser un film Star Wars pour Lucasfilm, prévu après avoir terminé son travail sur Deadpool et Wolverine et la saison 5 de Stranger Things[5].