Родился 18 июля 1966 года в селе Чодураа Улуг-Хемского района Тувинской АССР (ныне Республика Тува). Родители: отец – директор школы, председатель сельсовета сел Элегест, Суг-Бажы, Черби, мама, – учительница родного языка, обществовед-историк.
Семья много переезжала по Тыве. Когда маленькому Шолбану было пять лет, они переехали в Кызыл-Даг Чаа-Хольского кожууна, где отучился до второго класса. Потом переехали в Элегест Тандинского кожууна, отец работал там председателем сельсовета. Далее переехали в Кызыльский кожуун — в Черби, где учился в шестом классе. Окончил школу в Зубовке (Бурен-Хеме) Каа-Хемского кожууна с золотой медалью — первая в истории школы.
С июня по август 1983 года был спортивным инструктором Суг-Бажынской средней школы Каа-Хемского кожууна.
С 1986 по 1988 года проходил срочную службу в рядах Советской армии. Служил в Коми АССР, в Печоре, в ракетных войсках. Через полтора года службы, в 1987 году направили в Сары-Шаган, Кушку, Афганистан.
Окончил философский факультет УрГУ в 1990 году по специальности «философ-политолог, преподаватель социально-политических наук в высших учебных заведениях», в 1993 году — очную аспирантуру Уральского государственного университета по специальности «социология».
С 1989 по 1990 год работал стажером-преподавателем Дальневосточного государственного университета.
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.
С 2002 года занимал пост первого заместителя Председателя Правительства Республики Тыва, а затем, с сентября 2003 по январь 2005 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.
С 25 сентября 2007 по 27 мая 2008 — член президиума Государственного совета Российской Федерации.
В 2012 году 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.
С 7 апреля по 10 ноября 2015 — член президиума Государственного совета Российской Федерации.
23 мая 2016 года подал в отставку по собственному желанию, которая была принята Президентом России. В тот же день Указом Владимира Путина назначен временно исполняющим обязанности Главы Республики Тыва до вступления в должность лица, избранного Главой Республики Тыва.
C 22 сентября 2016 по 7 апреля 2021 года — глава Республики Тыва.
19 сентября 2021 года избран депутатом Депутат Государственной Думы Федерального собрания Российской Федерации.
Семья.
Жена, Кара-оол Лариса Саган-ооловна (урождённая Серен) — врач по образованию, предприниматель.
Дети: две дочери сын.
Образование.
Уральский государственный университет имени А.М.Горького – 1990 г.
Награды.
- Орден Дружбы – 2017 г.
- Медаль ордена «За заслуги перед Отечеством» II степени – 2015 г.
- Орден РПЦ «Славы и Чести» II степени – 2011 г.
- Медаль «За вклад в укрепление обороны Российской Федерации» – 2019 г.