Альбина Шагимуратова родилась в Ташкенте. Окончила Московскую государственную консерваторию имени П. И. Чайковского (класс профессора Галины Писаренко) и ассистентуру-стажировку МГК. Совершенствовалась под руководством Дмитрия Вдовина в Москве и Ренаты Скотто в Нью-Йорке, а также в Молодежной студии Большой оперы в Хьюстоне.
Лауреат международных конкурсов имени Франсиско Виньяса в Барселоне (III премия, 2005), имени М. И. Глинки в Челябинске (I премия, 2005) и имени П. И. Чайковского в Москве (I премия, 2007); лауреат премий «Золотая маска», Casta Diva и «Фигаро» имени Андрея Миронова.
Европейский дебют певицы состоялся в 2008 году на Зальцбургском фестивале в роли Царицы ночи («Волшебная флейта» Моцарта, дирижер – Риккардо Мути). В дальнейшем эту партию она исполняла в Метрополитен-опере в Нью-Йорке, миланском театре Ла Скала (спектакль выпущен на DVD), Королевской опере Ковент-Гарден в Лондоне, Немецкой опере в Берлине, Венской, Баварской, Гамбургской государственных операх, театрах Лос-Анджелеса, Сан-Франциско, Хьюстона, Большом театре России.
Не менее значимой в карьере певицы стала партия Людмилы в опере Глинки «Руслан и Людмила». В частности, в 2011 году Альбина Шагимуратова выступила в роли Людмилы в постановке, которой после реконструкции открылась Историческая сцена Большого театра России (режиссер – Дмитрий Черняков, дирижер – Владимир Юровский).
В репертуаре певицы также Лючия, Анна, Неала, Адина («Лючия ди Ламмермур», «Анна Болейн», «Па́рия», «Любовный напиток» Доницетти), донна Анна, Аспазия, Констанца («Дон Жуан», «Митридат, царь Понтийский», («Похищение из сераля» Моцарта), Семирамида, Графиня де Фольвиль («Семирамида», «Путешествие в Реймс» Россини), Эльвира, Амина («Пуритане», «Сомнамбула» Беллини), Виолетта Валери, Джильда («Травиата», «Риголетто» Верди), Мюзетта («Богема» Пуччини), Фламиния («Лунный мир» Гайдна), заглавные партии в операх «Манон» Массне и «Соловей» Стравинского, партии сопрано в Stabat Mater Россини, Реквиеме Моцарта, Девятой симфонии Бетховена, Восьмой симфонии Малера, «Военном реквиеме» Бриттена и других сочинениях.
Принимала участие в фестивалях в Глайндборне, Эдинбурге, Люцерне, Лондоне (BBCProms), Московском Пасхальном фестивале Валерия Гергиева, «Звезды белых ночей» в Санкт-Петербурге, «Владимир Спиваков приглашает» в Москве; выступала в крупнейших оперных театрах и концертных залах мира.
В 2015 году дебютировала в Мариинском театре в Санкт-Петербурге в заглавной партии в опере «Лючия ди Ламмермур» Доницетти; с сезона 2018/19 – солистка оперной труппы театра.
Альбина Шагимуратова – заслуженная артистка России, народная артистка Республики Татарстан, лауреат Государственной премии Республики Татарстан имени Габдуллы Тукая. Председатель жюри Международного конкурса вокалистов имени М. И. Глинки.