Es graduà en matemàtiques i enginyeria elèctrica a la Universitat de Michigan (1936), i posteriorment amplià estudis al MIT, on es doctorà en matemàtiques (1940) i col·laborà amb Vannevar Bush en l’estudi de l’aplicació de l’àlgebra de Boole a la commutació de circuits elèctrics. Compaginà la recercà als Bell Laboratories (1941-72), on durant la Segona Guerra Mundial treballà en criptografia i el desenvolupament de sistemes antimíssils, i la docència al MIT (1958-78). És el creador de la moderna teoria de la informació , basada en el dígit binari ( bit ) com a unitat elemental d’informació. En la seva obra principal, Mathematical Theory of Communication (1949), exposà detalladament la seva teoria, que fou la base dels estudis posteriors de Wiener i altres.