شبنم قلی‌خانی در ۱۹ آبان ۱۳۵۶ در تهران زاده‌شد. شبنم فعالیت بازیگری را در سال ۱۳۷۶ با بازی در تئاتر آنتیگونه در تئاتر شهر تهران آغازنمود. او موردتوجه شهریار بحرانی قرارگرفت و در فیلم سینمایی مریم مقدس به کارگردانی وی درخشید. او نقش مریم، مادر عیسی مسیح را در این فیلم سینمایی ایفاکرد. او در نخستین مجموعهٔ تلویزیونی خود به نام اولین شب آرامش به کارگردانی احمد امینی درخشید. در سال ۲۰۰۵، شبنم نخستین اثر خود به نام حقیقت یک دست‌فروش را که یک فیلم مستند بود، کارگردانی‌کرد و وارد عرصهٔ کارگردانی شد. او تاکنون چندین فیلم مستند و کوتاه و یک فیلم انیمیشن را کارگردانی کرده‌است.
او دارای دیپلم ریاضی فیزیک است و در دانشگاه در رشتهٔ تئاتر قبول‌شد و گرایش طراحی صحنه را برگزید. چندی پس از آن، در کنکور کارشناسی ارشد در گرایش کارگردانی تئاتر مشغول به تحصیل شد و هم‌اکنون فارغ‌التحصیل شده‌است. او از سال ۲۰۰۴ عضو هیئت علمی دانشگاه آزاد ایران بود و به آموزش بازیگری و تئاتر می‌پرداخت. وی هم‌چنین بازیگری به کودکان را برای چندین سال در یک مؤسسهٔ فرهنگی تدریس می‌کرد. او استاد کارگردانی تئاتر از دانشگاه آزاد اسلامی تهران است و لیسانس طراحی صحنه را در سال ۲۰۰۰ از دانشگاه آزاد اسلامی تهران دریافت‌کرد. او به علت کار شخصی همسرش و ادامه تحصیل در مقطع دکترای رشته کارگردانی تئاتر از ابتدای سال ۹۲ به استرالیا نقل مکان کرد و هم اکنون به ایران بازگشته و زندگی می کند.