Родилась в Ташкенте. Окончила Казанское музыкальное училище имени И.В. Аухадеева как хоровой дирижер и поступила в Казанскую государственную консерваторию имени Н.Г. Жиганова. С третьего курса перевелась в Московскую государственную консерваторию имени П.И. Чайковского (класс профессора Г. Писаренко). С отличием окончила Московскую консерваторию и ее ассистентуру-стажировку. Почетная выпускница молодежной программы Гранд-оперы Хьюстона (США), в рамках которой обучалась с 2006 по 2008 год. В разное время брала уроки у Д. Вдовина в Москве и Р. Скотто в Нью-Йорке.

Лауреат международных конкурсов. Среди её наград: III премия XLII Международного конкурса вокалистов имени Франсиско Виньяса (Барселона, 2005 год), I премия XXI Международного конкурса вокалистов имени М.И. Глинки (Челябинск, 2005 год), I премия XIII Международного конкурса имени П.И. Чайковского (Москва, 2007 год).

В 2009 году была удостоена звания «Народная артистка Республики Татарстан», в 2017 году – звания «Заслуженная артистка Российской Федерации». Лауреат Государственной премии Республики Татарстан имени Габдуллы Тукая (2011 год). В этом же году стала лауреатом Российской оперной премии Casta Diva. В 2012 году была удостоена Российской национальной театральной премии «Золотая маска» в номинации «Лучшая исполнительница в опере» за роль Лючии в постановке «Лючия ди Ламмермур» Татарского академического государственного театра оперы и балета имени Мусы Джалиля. В 2013 году номинирована на премию за роль Людмилы в спектакле «Руслан и Людмила», а в 2020 году – за роль графини де Фольвиль в постановке «Путешествие в Реймс» Большого театра России.

Международное признание пришло к Альбине Шагимуратовой в 2007 году, когда она завоевала I премию и золотую медаль на конкурсе имени П.И. Чайковского. Через год состоялся дебют певицы на Зальцбургском фестивале – в партии Царицы ночи в «Волшебной флейте» с Венским филармоническим оркестром под управлением Р. Мути. В этой роли затем она выходила на сцену Метрополитен-оперы, Королевского театра в Ковент-Гардене, «Ла Скала», Венской и Баварской государственных опер, Немецкой оперы в Берлине, Оперы Сан-Франциско, Большого театра России и других.

В репертуаре Альбины Шагимуратовой партии в операх Моцарта и композиторов бельканто: Лючия («Лючия ди Ламмермур»), донна Анна («Дон Жуан»), титульные роли в «Семирамиде» и «Анне Болейн», Эльвира («Пуритане»), Виолетта Валери («Травиата»), Аспазия («Митридат, царь Понтийский»), Констанца («Похищение из сераля»), Джильда («Риголетто»), графиня де Фольвиль («Путешествие в Реймс»), Неала («Пария»), Адина («Любовный напиток»), Амина («Сомнамбула»), Мюзетта («Богема»), а также Фламиния («Лунный мир»), заглавные роли в «Манон» и «Соловье», сопрановые партии в Stabat Mater Россини, Реквиеме Моцарта, Девятой симфонии Бетховена, Восьмой симфонии Малера, Военном реквиеме Бриттена и прочих.

В качестве приглашенной солистки выступала на Глайндборнском оперном фестивале, Эдинбургском международном фестивале искусств, фестивале «Би-би-си Промс», в крупнейших европейских и американских оперных театрах и концертных залах.

В 2011 году исполнила партию Людмилы в спектакле Д. Чернякова «Руслан и Людмила», которым открылась Историческая сцена Большого театра России после реконструкции (спектакль записан на DVD).

В Мариинском театре дебютировала в 2015 году, в концертном исполнении «Лючии ди Ламмермур». В сезоне 2018–2019 годов вошла в состав оперной труппы театра.

Альбина Шагимуратова сотрудничала с такими выдающимися дирижерами, как Р. Мути, Дж. Ливайн, Дж. Конлон, П. Саммерс, П. Шнайдер, З. Мета, Р. Тиччати, Э. Дэвис, А. Фишер, А. Альтиноглу, Л. Кампеллоне, М. Бенини, Э. Гарднер, П.Дж. Моранди, А. Фиш, А. Фольяни, Г. Граф, Р. Фрюбек де Бургос, В. Гергиев, В. Федосеев, В. Юровский, В. Спиваков и другими.

В 2019 году возглавила жюри Международного конкурса вокалистов имени М.И. Глинки, входила в состав жюри Международного конкурса имени П.И. Чайковского.

Является художественным руководителем и председателем жюри Международного конкурса вокалистов имени М.И. Глинки, прошедшего в Московском концертном зале Зарядье в 2024 году.