Es mejor conocido por ser miembro de The League of Gentlemen, junto a Steve Pemberton, Mark Gatiss y Jeremy Dyson.

[3]​ Apareció en dos episodios de la galardonada comedia de cultura pop Spaced como Dexter, el soldado obsesionado con Robot Wars, e interpretó al neurótico Doctor Flynn en la comedia hospitalaria TLC junto a Alexander Armstrong.

Tanto Shearsmith como Pemberton interpretaron numerosos personajes en el programa, que duró dos series y un especial de Halloween.

[11]​ También en 2011, interpretó a Harry Wiseman en Eric & Ernie, un largometraje televisivo sobre Morecambe y Wise.

[13]​ En 2013, interpretó a Patrick Troughton en An Adventure in Space and Time, un docu-drama sobre la concepción y realización de Doctor Who, que fue escrito por Mark Gatiss.

También en 2013, protagonizó A Field in England de Ben Wheatley como Whitehead y apareció en The World's End.

En 2014, Shearsmith y Pemberton regresaron a BBC2 con una nueva serie de comedia negra llamada Inside No.

[15]​ También en 2014, interpretó a Malcolm Webster en la serie dramática de ITV, basada en una historia real, The Widower.

[16]​ Interpretó al sargento detective Stone en Chasing Shadows, una serie dramática de ITV sobre personas desaparecidas.

[27]​ En 2017, Shearsmith apareció en la película parcialmente animada Borley Rectory: The Most Haunted House in England.

[33]​ En 2021, apareció como concursante en la cuarta temporada de The Great British Bake Off For Stand Up To Cancer.