מוריו: שמעיה ואבטליון.
מתלמידיו: בבא בן בוטא, דוסתאי איש כפר יתמה, רבן יוחנן בן זכאי.

מגדולי חכמי ישראל שחי כ-100 שנה לפני חורבן בית המקדש השני.
יחד עם חברו – הלל, קיבל משמעיה ואבטליון (אבות א'/י"ב). שניהם היו בני הזוג האחרון מהזוגות שעמדו בראש העם אחרי אנשי כנסת הגדולה ורק בשלושה מקומות נחלקו שמאי והלל עצמם: 1. שמאי אומר: כל הנשים דין שעתן והלל אומר: מפקידה לפקידה, אפילו לימים הרבה. 2. שמאי אומר: מקב לחלה והלל אומר: מקביים. 3. הלל אומר: מלא הין מים שאובין פוסלין את המקוה, אלא שאדם חייב לומר בלשון רבו ושמאי אומר: תשעה קבין' (משנה עדיות פרק ראשון/א' – ג').
שימש כאב בית דין בסנהדרין וייסד בית מדרש גדול שנקרא "בית שמאי" בו המשיכו לפתח את שיטתו (משנה חגיגה פרק שני/ב'), דקדק מאוד במצוות ו'אמרו עליו על שמאי הזקן כל ימיו היה אוכל לכבוד שבת מצא בהמה נאה אומר זו לשבת מצא אחרת נאה הימנה מניח את השנייה ואוכל את הראשונה' (תלמוד בבלי ביצה ט"ז/א') ולפרנסתו שימש כבנאי (תלמוד בבלי שבת ל"א/א').
שנא את השקר והעוול, דרש אמת ומשפט ללא וויתורים התפרסם כקפדן (תלמוד בבלי שבת ל"א/א'). כשבאו אליו העכו"ם להתגייר גער בהם והוציאם בנזיפה ואחר שהתגיירו על ידי הלל 'נזדווגו שלשתן למקום אחד אמרו קפדנותו של שמאי בקשה לטורדנו מן העולם' (תלמוד בבלי שבת ל"א/א').
אסר להפליג לים הגדול בספינה אלא שלושה ימים קודם לשבת (ספרי דברים ר"ג).
'מעשה וילדה כלתו של שמאי הזקן [בן] ופיחת את המעזיבה וסיכך על גבי המיטה [של היולדת] בשביל הקטן' [שבר מקצת מן התקרה והניח שם סכך כדי שישן התינוק בסוכה] (משנה סוכה פרק שני/ח').
'מעשה בשמאי הזקן שלא רצה להאכיל את בנו [הקטן ביום הכפורים] עד שגזרו עליו חכמים והאכילו בידו' (תוספתא יומא פ"ד/ב').
מסר הלכה אחת בשם חגי הנביא – 'האומר לשלוחו צא הרוג את הנפש הוא [הרוצח] חייב ושולחיו פטור. שמאי הזקן אומר משום חגי הנביא [גם] שולחיו חייב' (תלמוד בבלי קידושין מ"ג/א').
'שמאי אומר: עשה תורתך קבע, אמור מעט ועשה הרבה, והוי מקבל את כל האדם בסבר פנים יפות' (אבות א'/ט"ו).
האריך ימים וחי גם אחר הלל הזקן אך מועד פטירתו לא נודע.