Après avoir décrôché une maîtrise en arts à l'University of Arizona, Ron Shelton se lance d'abord dans une carrière sportive, devenant joueur professionnel de base-ball au sein de l'équipe des Baltimore Orioles. Ce n'est qu'en 1983 qu'il débute son parcours cinématographique, avec l'écriture de Under fire, un drame politique de Roger Spottiswoode porté par Gene Hackman et Nick Nolte.

En 1988, Ron Shelton réalise son premier long-métrage, Duo à trois, comédie romantique où il dirige Kevin Costner et Susan Sarandon. Le film, cité à l'Oscar pour son scénario, encourage son auteur à persévérer derrière la caméra, sans pour autant abandonner l'écriture puisqu'il signe notamment le scénario du Blue chips de William Friedkin en 1994.

Passionné de sport, Ron Shelton n'hésite pas à évoquer différentes disciplines dans ses films : Les Blancs ne savent pas sauter (1992) suit les aventures pleines de culot de deux joueurs de basket-ball ; Cobb (1994), interprété par Tommy Lee Jones, est le portrait sans concession de l'une des personnalités les plus sombres du base-ball, Tyrus Raymond Cobb ; Tin cup dévoile une romance sur fond d'US Open de golf ; quant à Woody Harrelson et Antonio Banderas, ils sont Les Adversaires d'un rude combat de boxe.

Dans un autre registre, Ron Shelton dirige Paul Newman et Lolita Davidovich dans la comédie dramatique Blaze (1989), qui évoque la romance contestée entre un homme politique et une strip-teaseuse. En 2003, il réalise Dark blue (2003), film policier ayant pour cadre les émeutes raciales survenues en 1992 à Los Angeles avec Kurt Russell dans le rôle principal.