Родился 28 января 1958 года в селе Ачхой-Мартан Чечено-Ингушской АССР. В 1974 году закончил Ачхой-Мартановскую среднюю школу. В том же году поступил в Горский сельскохозяйственный институт, который окончил в 1981 году, получив специальность зоотехника.

Больше десяти лет Ш.Бураев работал в сельскохозяйственном производстве Ачхой-Мартановского района. В начале 1990-х годов начал успешно заниматься предпринимательской деятельностью в Москве.

В периоды с 1995 по 1997 Шамиль Бураев занимал должность главы администрации Ачхой-Мартановского района. После завершения Первой Чеченской войны и прихода к власти в Чечне сепаратистов, он, как и многие чиновники промосковского правительства республики, покинул Чечню.

Осенью 1999 года, после начала Второй Чеченской войны, Ш.Бураев вернулся в республику и вновь приступил к выполнению обязанностей главы администрации Ачхой-Мартановского района.

В июне 2003 года указом и.п. президента ЧР Ахмата Кадырова Шамиль Бураев был освобождён от занимаемой должности.

В том же году Бураев баллотировался на пост президента ЧР, в ходе предвыборной кампании проявив себя как активный политический противник Кадырова-старшего. В сентябре 2003 года Шамиль Бураев подавал судебный иск с требованием отменить регистрацию кандидата в президенты Ахмата Кадырова, однако иск был отклонен Верховным судом Чечни. По результатам выборов 5 октября 2003 года Шамиль Бураев набрал 3,95% голосов избирателей и занял третье место (первое место получил Ахмат Кадыров (80,84%), второе - Абдула Бугаев (5,77%)).

После этого Ш.Бураев уехал в Москву, где с 2000 года жила его семья, занимался бизнесом и учился на заочном отделении Российской Академии государственной службы при Президенте РФ по специальности: "Управление регионами".

13 сентября 2007 года Шамиль Бураев был задержан в Москве по подозрению в организации убийства журналистки Анны Политковской. В тот же день Басманный суд выдал санкцию на его арест, а сотрудники правоохранительных органов произвели обыск в доме Ш.Бураева, в г.Одинцово Московской области, изъяв все мобильные телефоны и жесткий диск компьютера. 17 сентября 2007 года адвокаты Бураева обжаловали его арест в Московском городском суде.

20 сентября Ш.Бураеву предъявлено официальное обвинение в "пособничестве" организаторам убийства А.Политковской. По версии следствия, Шамиль Бураев попросил у своего знакомого, экс-подполковника ФСБ Павла Рягузова, адрес Анны Политковской. Затем Бураев передал его братьям Махмудовым, Магомету Демильханову и Дмитрию Грачеву. Эти пятеро, по данным следствия, вели за журналисткой слежку. Сам Бураев решительно отверг свою причастность к убийству Политковской.

По информации ПЦ "Мемориал" в Ингушетии, Шамиль Бураев был одним из тех, кто подписал письмо президенту России Владимиру Путину с требованием не назначать Ахмада Кадырова на пост главы администрации Чечни, а также неоднократно заявлял, что делая ставку не Кадырова-старшего, России совершает в Чечне ошибку.

Указом Президента Российской Федерации от 5 июня 2000 года Ш.Бураев награжден орденом Мужества.

Женат, имеет четырёх детей.