شبنم قلی خانی بازیگری را از سال 1376 با بازی در تئاتر آغاز نمود .
پس از آن با حضور در فیلم سینمایی مریم مقدس به کارگردانی شهریار بحرانی توانست به خوبی بدرخشد و شناخته شود . وی در این فیلم نقش مادر حضرت مسیح را ایفا می نمود .
سریال اولین شب آرامش به کارگردانی احمد امینی در سال 84 اولین حضور او در تلویزیون بود و پس از آن در سریالهایی از جمله ما چند نفر,سالهای برف و بنفشه,نردبام آسمان,پنجمین خورشید,پنج کیلومتر تا بهشت,سرزمین کهن و به تازگی پس از چند سال وفقه در سال 95 در سریال هشت و نیم دقیقه به کارگردانی شهرام شاه حسینی در نقش یکتا که کاراکتر اصلی داستان است / سریال دیوار شیشه ای به کارگردانی راما قویدل به ایفای نقش پرداخته است .
وی به عنوان بهترین بازیگر زن تلویزیون در سال 95 در برنامه سین مثل سریال انتخاب گردید.
شبنم قلیخانی درباره دلیل فاصله گرفتنش از تلویزیون گفت: من به دلیل شغل همسرم چهار سال در ایران زندگی نکردم و از طرفی شرایط تحصیلی که در رشته کارگردانی و فیلم داشتم باعث دوریام از تلویزیون شد. در این بین خداوند به من فرزندی عطا کرد که مشغول نگهداری از او بودم اما تنهایی و غربت برایم واقعا سخت بود و نمیتوانستم تحمل کنم تا اینکه در فروردین سال 95 به ایران بازگشتیم.