Shane Brolly sort d'une famille d'acteurs irlandais. Quoiqu'ayant épousé le même métier que ses ancêtres, il a effectué à la différence de ceux-ci sa carrière à l'étranger, et plus particulièrement aux Etats-Unis.
Il fait ses débuts à la télévision à la fin des années 90. Il obtient un petit rôle dans Impostor, un film de science-fiction tiré des écrits de l'auteur Philip K. Dick.
Il s'est fait connaître en jouant dans Underworld et ses deux suites, ainsi que pour une carrière pratiquement dédié au film fantastique ou d'horreur.
 
Il est marié depuis 2006 à l'actrice britannique Sarah Buxton.