Родился в Санкт-Петербурге. Старший брат Виктора Шкловского, Владимир - филолог, преподаватель французского языка в Санкт-Петербургской духовной академии, неоднократно арестовывался, находился в заключении и работал на строительстве Балтийско-Беломорского канала, был расстрелян в 1937 году. Другой брат, Николай Борисович, был расстрелян в 1918 году как правый эсер.
Учился на филологическом факультете Петроградского университета, где сблизился с литераторами и футуристами. Ушел добровольцем на фронт в 1914 году. Вернувшись, активно участвовал в Февральской революции, участвовал в работе Петроградского совета и был помощником комиссара Временного правительства. В этой должности был направлен на Юго-Западный фронт, там сражался и был ранен.
Вернувшись в Петроград, участвовал в антибольшевистском заговоре эсеров. После раскрытия заговора покинул Петроград и скрывался в Саратове, затем в Киеве. По ходатайству Максима Горького дело Шкловского было закрыто, и в 1919 он вернулся в Петроград, где преподавал теорию литературы, печатался в литературных журналах, издал ряд статей по литературоведению и публиковал мемуары.
Бежал в Финляндию в марте 1922 года из-за начавшихся арестов эсеров. Далее жил в Берлине, после прошений о возвращении в СССР вернулся и с 1923 года жил в Москве, был близок к футуристам, активно участвовал в литературных дискуссиях, был одним из лидеров творческого объединения ЛЕФ (Левый Фронт Икусств). В 1932 году навещал брата Владимира, заключенного на строительстве Беломорско-Балтийского Канала, и по мотивам поездки был вынужден написать очерки для книги "Беломорско-Балтийский канал имени Сталина: История строительства, 1931—1934 гг".
В годы Великой Отечественной был в эвакуации в Алма-Ате. На войне погиб его сын. После войны, в годы борьбы с космополитизмом, публиковался мало, но после смерти Сталина и последовавших общественных перемен книги снова начали выходить. В последние десятилетия жизни Виктор Шкловский был признан и популярен, публиковал мемуары, сборники, рассказы и литературоведческие труды, в 1979 году его книга "Эйзенштейн" отмечена Государственной премией СССР.
Умер в Москве 5 декабря 1984 года.