Прославилася як акторка ще в ранньому дитинстві. Першу роль в кіно зіграла у 3 роки — у 1932 на екран вийшло три картини з її участю. Міжнародну популярність їй принесла роль в музичній комедії Девіда Батлера «Сяючі оченята» 1934 року, після якого пішла серія нових успішних фільмів.
У 1935 році Темпл стала першою артисткою, яка отримала Молодіжну нагороду Американської кіноакадемії. Заснована в 1934 році спеціальна номінація для неповнолітніх акторів проіснувала до 1961-го. З 1962-го юні актори стали номінуватися нарівні з дорослими.
Зліт кінокар'єри Темпл припав на період Великої депресії (1929–1939 роки). Розважальні музичні картини з юною акторкою набули великої популярності у найрізноманітнішої публіки. Фільми за участю Темпл рекомендував до перегляду президент США Франклін Рузвельт.
У 1930-х за участю Темпл вийшли стрічки «Кучерява», «Маленька бунтарка», «Бідна, маленька багата дівчинка», «Капітан Січень», «Крихітка Віллі Вінкі» та інші. До початку 1940-х юна кінозірка зрівнялася за популярністю з такими дорослими акторками, як Кетрін Гепберн і Джоан Кроуфорд. Знімалась у фільмі "Дівчина з родини Хагенів" разом із Рональдом Рейганом у головній ролі.
У 1939 році портрет Темпл написав Сальвадор Далі, назвавши його «Ширлі Темпл — наймолодший і священний монстр кіно свого часу». На полотні дівчинка була зображена у вигляді сфінкса, навколо якого розкидані людські кістки, а на голові сидить кажан.
Темпл багато знімалася в 1940-х, але в підлітковому віці інтерес до неї з боку режисерів і продюсерів знизився. Після невдалого прослуховування на роль Пітера Пена в бродвейському мюзиклі в 1950 році 22-річна Темпл оголосила про завершення кар'єри. У 1958 році вона ненадовго поверталася на телебачення як ведуча, проте в кіно більше не знімалася.
Після завершення акторської кар'єри зайнялася політикою, ставши американською дипломаткою. З 6 грудня 1974 року по 13 липня 1976 року була послом США у Гані. Ширлі Темпл стала першою жінкою-главою Протоколу США (з 1 липня 1976 по 21 січня 1977 року), вона відповідала за організацію інавгурації президентаДжиммі Картера. З 23 серпня 1989 року по 12 липня 1992 року Темпл була послом США в Чехословаччині[3].