Changmin est né de deux parents professeurs en 1988 à Séoul. Il a deux sœurs cadettes, Shim Soo-yeon et Shim Ji-yeon. Sa famille est bouddhiste. Quand il était au collège, Changmin a été repéré par un agent de la SM, pendant qu'il jouait au badminton en cours de sport. L'agent l’incita à passer une audition chez la SM Entertainment, mais Changmin n'avait, à ce moment-là, aucune envie de devenir chanteur. Sa mère, pour avoir une chance de rencontrer la chanteuse BoA, a forcé Changmin à participer à l'audition. Trois jours après avoir auditionné, la SM appela Changmin pour participer à une deuxième audition, qu'il passa avec succès. À l'époque, Shim Chang-min avait auditionné à l'insu de son père. Après avoir remporté le prix suivant; « Best Singer and Best Artist award at the S.M.-sponsored contest 6th Annual Youth Competition », il signe un contrat avec le label.
Il rejoint le groupe TVXQ en 2003 à l'âge de 15 ans, qui est à ce moment-là composé de quatre autres chanteurs: Yunho, Xiah Junsu, Micky Yoochun et Kim Jaejoong. Le boys band obtient un grand succès à l’échelle mondiale. Mais à la suite d'un malentendu, les trois membres, Junsu, Yoochun et Jaejoong quittent le groupe en , rejoignent la C-JeS Entertainment et forment le boys bandJYJ. Malgré cela, le duo TVXQ détient tout de même le titre Les Rois de la K-pop et reste connu mondialement.
Shim Chang-min est occasionnellement acteur. Il a fait des apparitions dans quelques dramas, notamment dans Athena: Goddess of War en 2010. Il a obtenu cependant le rôle principal de la série Paradise Ranch en 2011.
