В период с 1898 по 1902 гг. Шаумян  был студентом сначала Санкт-Петербургского, а затем и Рижского технологических институтов. Из-за активного участия в студенческом движении его исключили и сослали на Кавказ. Там в 1902 г. Шаумян, как член РСДРП, стал одним из организаторов первой в истории армянской марксистской организации «Союз армянской социал-демократии».

Вскоре Шаумяну  пришлось уехать в Европу, где он в 1905 г. окончил философский факультет Берлинского университета. В это время он познакомился с К. Каутским, Ю.О. Мартовым, В.И. Лениным и начал принимать участие в социал-демократических организациях, примыкающих к большевистскому крылу. Вернувшись из Европы в 1907 г., Шаумян поселился в Баку, где работал на нефтепроводе и в газетах. После руководства забастовкой бакинских рабочих, он попал в тюрьму и был сослан в Саратов, где пробыл до 1917 г.

После Февральской революции Шаумян вернулся в Баку, где рабочие сразу же избрали его председателем Совета рабочих депутатов. После Октябрьской революции он был назначен чрезвычайным комиссаром Кавказа. Когда в Баку была окончательно установлена Советская власть в марте 1918 г., Степан Шаумян одновременно стал председателем Бакинского Совнаркома и комиссаром иностранных дел. На этом посту он 10 и 12 апреля на собрании нефтепромышленников, заводчиков и судовладельцев сообщил об обложении их налогом в 50 млн. руб. для организации в Баку Красной Армии. 25 апреля окончательно была организована Бакинская коммуна во главе с Шаумяном. Под его руководством были осуществлены радикальные реформы: реорганизация судов и школ, экспроприация банков, судоходных компаний, рыболовных производств и нефтяной индустрии.

После падения Советской власти в Баку 31 июля 1918 г. Шаумян совместно с другими бакинскими комиссарами предпринял попытку эвакуации на советских военных судах в Астрахань, но 16 августа в Каспийском море суда были захвачены военными кораблями антисоветского правительства Центрокаспия. Все бакинские комиссары были брошены в тюрьму.

14 сентября Шаумян и его соратники были освобождены группой большевиков во главе с А.И. Микояном и смогли уйти в Красноводск, где они были снова арестованы. В ночь на 20 сентября 1918 г. Степан Георгиевич Шаумян и 25 бакинских комиссаров были расстреляны по решению антибольшевистского Закаспийского временного правительства и английской военной миссии.

В сентябре 1920 г. останки бакинских комиссаров были перевезены в Баку и торжественно захоронены. При проведении работ по перезахоронению останков в январе 2009 г. останки трёх человек обнаружены не были, в том числе и останки Степана Шаумяна. Останки найденных 23 комиссаров были перезахоронены на Говсанском кладбище в бакинском районе Сураханы.