1937년 7월 도쿄에서 태어났다. 가쿠슈인 대학 문학부 철학과를 졸업한 뒤 1963년부터 1968년까지 이탈리아에서 공부했다. 1968년에 집필 활동을 시작하여 <르네상스의 여인들>을 잡지 《주오코론中央公論》에 발표했다. 첫 단행본인 《체사레 보르자 또는 우아한 냉혹》으로 1970년에 마이니치 출판문화상을 수상했다. 1970년 이후 이탈리아에서 살고 있다. 1982년 <바다의 도시 이야기>로 산토리 학예상, 1983년 기쿠치 간 상을 수상했다. 1992년부터 로마제국 흥망의 역사를 그린 <로마인 이야기>(전15권)에 몰두하여 1년에 한 권씩 집필했다. 

1993년 《로마인 이야기 1》로 신초 학예상, 1999년 시바 료타로 상을 수상했다. 2001년 <시오노 나나미 르네상스 저작집>(전7권)을 간행했다. 2002년 이탈리아 정부로부터 국가공로훈장을 받았다. 2006년 《로마인 이야기 15》를 끝으로 이 시리즈를 완결했다. 2007년 문화공로자로 선정되었고, 2008~2009년에 <로마 멸망 이후의 지중해 세계>(전2권)를 간행했다. 2010년 <십자군 이야기>(전4권) 시리즈를 간행하기 시작해 2011년에 완결했다. 

저서 《마키아벨리 어록》, 《로마인에게 묻는 20가지 질문》, 《나의 인생은 영화관에서 시작되었다》, 《사랑의 풍경》, 《살로메유모이야기》, 《이탈리아에서 보내온 편지 1, 2》, 《로마인 이야기 1~15》, 《십자군 이야기 1~4》, 《로마 멸망 이후의 지중해 세계 1, 2》, 《또 하나의 로마인 이야기》, 《나의 친구 마키아벨리》, 《체사레보르자 혹은 우아한 냉혹》, 《황금빛 로마》, 《르네상스를 만든 사람들》, 《은빛 피렌체》, 《전쟁 3부작》, 《주홍빛 베네치아》, 《바다의 도시 이야기》, 《신의 대리인》, 《그림으로 보는 십자군 이야기》, 《사랑의 풍경》, 《로마에서 말하다》, 《사는 방법의 연습》, 《생각의 궤적》외 다수