谢克曼生于美国明尼苏达州圣保罗市，先后就读于加州大学洛杉矶分校和斯坦福大学，1974年获得博士学位。导师是著名的阿瑟·科恩伯格教授(1959年获得诺贝尔奖)。1976年，谢克曼任职于加利福尼亚大学伯克利分校，他是该大学分子和细胞生物学系教授，并兼任霍华德·休斯医学研究所研究员。曾任《美国国家科学院院刊》主编。1992年当选美国国家科学院院士。2002年与詹姆斯·罗思曼因对细胞膜传输的研究获拉斯克基础医学奖。2013获得诺贝尔生理学或医学奖。

兰迪·谢克曼与斯坦福大学詹姆斯·E·罗斯曼，以及在斯坦福大学任职的德国科学家托马斯·聚德霍夫共同获得了2013年度诺贝尔生理学或医学奖。

三位科学家发现了细胞中囊泡像船队一样运送货物至精确目的地的作用方式，这对大脑沟通方式、激素释放和部分免疫系统至关重要。

兰迪·谢克曼发现了酵母菌中调节细胞囊泡运输机制的基因，揭示三个基因的突变导致了"类似于糟糕的公共交通系统的状况"。