Шолбан Кара-оол родился 18 июля 1966 года в селе Чодураа Улуг-Хемского района Тувинской АССР.

С июня по август 1983 года был спортивным инструктором Суг-Бажынской средней школы Каа-Хемского района.

Окончил философский факультет УрГУ в 1990 году, в 1993 году — очную аспирантуру Уральского государственного университета. С 1989 по 1990 год работал стажером-преподавателем Дальневосточного государственного университета.

С 1993 по 1996 год — генеральный директор АОЗТ «Кардо».

С 1996 по 1998 год — заместитель председателя Фонда помощи семьям погибших, инвалидам и ветеранам войны в Афганистане.

В апреле 1998 года был избран депутатом, затем — председателем Верховного Хурала Республики Тыва. С 1998 года по должности входил в состав Совета Федерации, являлся заместителем председателя Комитета по международным делам. В декабре 2001 года сложил полномочия члена Совета Федерации в связи с избранием его представителем от Верховного Хурала Республики Тыва в соответствии с новым порядком формирования Совета Федерации, затем избирался депутатом Верховного Хурала Республики Тыва третьего созыва.

17 марта 2002 года баллотировался на выборах Главы Республики — Председателя Правительства, набрал 22% голосов и уступил победу бывшему президенту Тывы Ооржаку Шериг-оолу (53 %). В дальнейшем занимал пост первого заместителя Председателя Правительства Республики Тыва, а затем, с сентября 2003 по январь 200 года — министра торговли, бытового обслуживания и развития предпринимательства Республики Тыва.

В апреле 2007 года Президент России Владимир Путин внёс на рассмотрение парламента Республики Тыва кандидатуру Шолбана Кара-оола для наделения его полномочиями председателя правительства республики Тува. 6 апреля Великий Хурал Тувы утвердил Кара-оола в должности. Инаугурация состоялась 18 мая 2007 года.

Срок полномочий истекал в апреле 2012 года. По действующему законодательству партия «Единая Россия» предложила президенту России Дмитрию Медведеву три кандидатуры на должность руководителя республики на следующий пятилетний срок. Дмитрий Медведев выбрал Шолбана Кара-оола и 25 февраля 2012 года внёс его кандидатуру на рассмотрение депутатов парламента для продления его полномочий. 2 марта Верховный Хурал (парламент Тувы) утвердил кандидатуру Кара-оола единогласно - её поддержали все 29 голосовавших депутатов.

“В Туве, по данным специалистов, около 6100 человек страдают алкогольной зависимостью, 30 процентов из них - женщины. Это для нас колоссальная проблема, надеемся, что с вашей помощью сможем решать ее более эффективно. Мы заинтересованы в том, чтобы на этой древней земле росло здоровое поколение, с блеском в глазах. Мы готовы стать пилотным регионом в России, где будет использоваться методика лечения от алкогольной зависимости по методу Назаралиева”.