Shoemaker nació en Los Ángeles, California, hijo de Muriel May (de soltera Scott), maestra, y de George Estel Shoemaker, dedicado a la agricultura, los negocios, la enseñanza y a las imágenes animadas.[1][2] Sus padres eran de Nebraska.
En su doctorado en ciencias físicas en la Universidad de Princeton de 1960 (tras reanudar su interrumpida carrera académica)[3] el Dr. Shoemaker demostró que el cráter Barringer en Arizona se produjo por el impacto de un meteorito. Shoemaker adelantó la idea de que los cambios geológicos súbitos pueden deberse a los asteroides y que estos son fenómenos comunes en períodos de tiempo a escala geológica. Previamente se creía que todos los cráteres, incluso los de la Luna eran el remanente de volcanes extintos.
Shoemaker pensó esto después de inspeccionar los cráteres creados por las pruebas de la bomba atómica en Nevada Test Site y Yuca Flats, donde detectó la formación de un anillo de material arrojado por la explosión. En ambos casos aparecía coesita, es decir cuarzo sometido a una intensa presión.
En 1969, en Caltech empezó una búsqueda sistemática de asteroides que cruzan la órbita de la Tierra. Se produjo el descubrimiento de varias familias de tales asteroides incluidos los asteroides Apolo.
En 1992, Shoemaker recibió la Medalla Nacional de Ciencia de los Estados Unidos. En 1993, codescubrió el cometa Shoemaker-Levy 9, que fue objeto de la primera observación del impacto de un cometa con un planeta.
El Dr. Shoemaker pereció en un accidente de automóvil en Alice Springs, Australia, en 1997. Algunas de sus cenizas fueron llevadas a la Luna por la sonda espacial Lunar Prospector. Hasta la fecha es la única persona cuyas cenizas han sido transportadas a la Luna.[4]
En el disco Human. :II: Nature. de la banda finesa de metal sinfónico Nightwish, la canción Shoemaker está dedicada a Eugene Shoemaker e inspirada en su vida.
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