شهریار در ۱۱ دی ماه سال ۱۲۸۵ خورشیدی در شهر تبریز متولد شد. دوران کودکی را - به علت شیوع بیماری در شهر - در روستای اجدادی‌اش خشگناب واقع در شهرستان بستان‌آباد سپری کرد. پدرش «میرآقا بهجت خشگنابی» و به روایتی «سید اسمعیل موسوی» نام داشت که در تبریز وکیل بود.
پس از پایان سیکل (راهنمایی) در تبریز، در سال ۱۳۰۰ از تبریز رهسپار تهران شد و تحصیلش را در مدرسهٔ دارالفنون تا سال ۱۳۰۳ و پس از آن در رشتهٔ پزشکی ادامه داد.
شهریار در اوایل تحصیل پزشکی در تهران عاشق ثریا دختر عبدالله امیرطهماسبی می‌شود و چند سال با یکدیگر نامزد بودند. اما در نهایت آن دختر با چراغعلی سالار حشمت معروف به امیراکرم ازدواج می‌کند. حدود شش ماه پیش از گرفتن مدرک دکترا، تحصیلش را به‌علت شکست عشقی و ناراحتی و خیال و پیش‌آمدهای دیگر، ترک کرد.
اولین کتاب شعر شهریار به کوشش ابوالقاسم شیوا متخلص به «شهیار» دوست صمیمی شهریار در سال ۱۳۰۸ منتشر گردید.
شهریار در جوانی در تهران با بزرگان هنر و ادب همنشینی و دوستی داشت از جمله با: ابوالحسن صبا، محمدتقی بهار و عارف قزوینی.در سال‌های بعد نیز با نیما یوشیج، هوشنگ ابتهاج، کریم امیری فیروزکوهی و برخی دیگر از هنرمندان دوستی و رابطه داشت.
پس از سفری چهارساله به خراسان، برای کار در ادارهٔ ثبت اسناد مشهد و نیشابور، شهریار به تهران بازگشت. در سال ۱۳۱۳ که شهریار در خراسان بود، پدرش میرآقا خشگنابی درگذشت. او در سال ۱۳۱۵ در بانک کشاورزی استخدام و پس از مدتی به تبریز منتقل شد. دانشگاه تبریز شهریار را یکی از پاسداران شعر و ادب میهن خواند و عنوان دکتری افتخاری دانشکدهٔ ادبیات و علوم انسانی تبریز را نیز به وی اعطا کرد.
در سال‌های ۱۳۲۹ تا ۱۳۳۰ اثر مشهور خود، حیدربابایه سلام را می‌سراید. در تیر ۱۳۳۱ مادرش درمی‌گذرد. در مرداد ۱۳۳۲ به تبریز می‌آید و با نوهٔ عموی خود به نام عزیزه عبدِخالقی ازدواج می‌کند که حاصل این ازدواج سه فرزند، دو دختر به نام‌های شهرزاد و مریم و یک پسر به نام هادی می‌شود

شهریار پس از انقلاب ۱۳۵۷ شعرهایی در مدح نظام جمهوری اسلامی ایران سرود. وی در روزهای آخر عمر، به دلیل بیماری، در بیمارستان مهر تهران بستری شد و پس از فوت در ۲۷ شهریور ۱۳۶۷، بنا به وصیت خود در مقبرةالشعرای تبریز مدفون گشت.