Né le 18 mars 1891 à New Canton (Illinois), marié le 4 août 1914 avec Edna Hart, SHEWHART fait des études supérieures à l’Université d’Illinois à Urbana-Champaign, puis complète un PhD de physique à l’Université de Californie à Berkeley (1917). Il est nommé assistant de physique à l’Université de l’Illinois (1916-17), puis directeur du Département de physique de la Wisconsin Normal School à La Crosse (1917-18).
Il est embauché en 1918 par la Western Electric Company puis transféré en 1925 aux Laboratoires Bell, la maison-mère, dont il reste salarié jusqu’à sa retraite en 1956.
En 1920, SHEWHART est chargé par la direction technique des Laboratoires Bell de faire une étude sur la qualité des produits dans la principale usine de la Western Electric Company, une usine située près de Chicago, nommée “Hawthorne Factory”. Elle employait 46 000 personnes et produisait environ 10 millions de postes téléphoniques par an, ce qui est certainement l’une des plus importantes fabrications de produits en série au monde. Shewhart publie les résultats de cette étude en 1931 dans un ouvrage de 500 pages intitulé “Economic Control of Quality of Manufactured Product”. C’est dans la même usine et à la même époque que le sociologue Elton Mayo fait une étude restée célèbre sur la psychologie des ouvriers au travail.
En 1932, Shewhart fait un voyage en Angleterre où il rencontre le mathématicien Egon Pearson, avec lequel il s’entretient longuement. Son père, Karl Pearson, l’un des fondateurs de la statistique moderne, l’invite à donner des conférences dans une grande université : le London University College.
Ce voyage en Angleterre a pour effet de rendre SHEWHART célèbre aux États-Unis. Ses articles parus entre 1928 et 1930 dans le Bell System Technical Journal, ainsi qu’un livre paru en 1931, n’avaient pas retenu l’attention de la communauté scientifique américaine. L’accueil de Karl et Egon Pearson lui vaut une véritable consécration dans son pays. En 1935, SHEWHART participe à la fondation de l’Institute of Mathematical Statistics dont il assure la présidence en 1937. En 1943, il fonde la Collection de Statistique mathématique chez l’éditeur John Wiley & Sons. Il dirige cette collection jusqu’en 1965.
En 1938, William Edwards DEMING invite SHEWHART à donner des cours au ministère de l’Agriculture, où il avait invité précédemment les statisticiens Ronald Fisher, Jerzy Neyman et Frank Yates. Cette année-là, DEMING est nommé responsable de l’enseignement des mathématiques à la Graduate School du ministère de l’Agriculture. Deming aide SHEWHART à préparer quatre conférences en les mettant à la portée de ses étudiants. Le texte de ces conférences est publié en 1939 sous le titre Statistical Method from the Viewpoint of Quality Control. Quand DEMING va au Japon en juillet 1950 pour diriger un séminaire de huit jours sur le management devant plusieurs centaines d’ingénieurs et de cadres supérieurs, c’est sur la base de cet ouvrage qu’il a préparé son cours.
En 1959, Kaoru ISHIKAWA invite SHEWHART à donner un cycle de conférences au Japon. Ces conférences ont un grand succès. Les théories et les méthodes de SHEWHART étaient déjà connues et pratiquées dans l’industrie japonaise.