בצעירותו שיחק כרכז במחלקת הנוער של מכבי ירושלים. עד מהרה פנה לאימון. הוא החל את קריירת האימון שלו בגיל 17 כמאמן ולאחר מכן גם כמנג'ר במחלקת הנוער של מועדון הפועל ירושלים. בשנת 1999–2000 היה בשנת השתלמות באוניברסיטת קנטקי בארצות הברית אצל ריק פיטינו, התנסות שהשפיעה עליו רבות, לדבריו. בשנת 2002 הוא מונה לעוזר המאמן של יורם חרוש בקבוצה הבוגרת, ובהמשך לעוזרו של ארז אדלשטיין ולאחר מכן של גדי קידר. במהלך עונת 2002/2003 שימש שמיר למשחק אחד כמאמן הראשי הזמני של הקבוצה, בעקבות עזיבתו של אדלשטיין. שימש עוזרו של רוני בוסאני בנבחרת הקאדטים בגמר אליפות אירופה 2003.
שמיר (ימין) יחד עם פיני גרשון (מרכז) ויעקב ג'ינו (שמאל) - צוות מאמני מכבי תל אביב בעונת 2004/2005
בעונת 2006/2007 קיבל שמיר הזדמנות ראשונה כמאמן ראשי בליגת העל, כאשר עזב את מכבי תל אביב ומונה למאמן הפועל ירושלים. כבר בעונתו הראשונה הוא הוביל את הקבוצה לזכייה בגביע המדינה ולהעפלה לגמר הפיינל פור של ליגת העל, שם הפסידה ירושלים למכבי תל אביב. בעונת 2007/2008 הוליך את הפועל ירושלים לזכייה שנייה ברציפות בגביע המדינה, אך בשל היכולת הדלה שהציגה הקבוצה בליגה, התפטר מתפקיד המאמן עוד באמצע העונה.
בחודש יולי2011 חתם שמיר בהפועל חולון בתפקיד המאמן. בעונתו הראשונה כמאמן הגיעה הקבוצה לחצי גמר גביע המדינה ולחצי גמר פיינל פור ליגת העל, כאשר בשניהם הפסידה למכבי תל אביב. בעונת 2012/13 הגיעה הפועל חולון למקום התשיעי בעונה הסדירה ולא העפילה לפלייאוף.
בנובמבר2015 מונה פעם נוספת כמאמן הפועל חולון והחליף את אלעד חסין. שמיר הוביל את חולון למקום העשירי בתום העונה הסדירה ולהשארות בליגה. בעונה שלאחר מכן, עונת 2016/17, הוביל שמיר את חולון לחצי גמר גביע המדינה, ולמקום הראשון בתום העונה הסדירה (לראשונה מאז עונת 2007/08). למרות ההצלחה בעונה הסדירה, הקבוצה הודחה ברבע גמר הפלייאוף לאחר הפסד 1–3 בסדרה למכבי חיפה, שדורגה שמינית. במהלך העונה שמיר חתם על חוזה לאימון הפועל חולון עד סוף עונת 2018/19.[1] בפברואר 2018 הוא הוביל אותה לזכייה בגביע המדינה בכדורסל לאחר שניצחה בגמר את מחזיקת הגביע מכבי תל אביב. שמיר נבחר כמאמן העונה לעונת 2017/2018. בעונת 2018/2019 הוביל את חולון למקום השלישי בתום הליגה הסדירה וחצי גמר גביע המדינה. בסדרת רבע גמר הפלייאוף הפסידה חולון למכבי ראשון לציון בארבעה משחקים.
לקראת עונת 2019/2020 חתם לשנתיים עם אופציה לעונה נוספת בניו זילנד ברייקרס מליגת העל האוסטרלית.[2] בדצמבר 2019 האריכה הקבוצה רשמית את חוזהו עד לתום עונת 2021/2022.[3] ב-11 במאי 2022 הודיע על עזיבתו את הקבוצה בשל הקשיים שחווה עם משפחתו עקב נגיף הקורונה.
