Nato nel 1910 a Saarbrucken studiò medicina e legge laureandosi in giurisprudenza all'Università di Bonn.
Si iscrisse al Partito Nazionalsocialista e alle SS nel 1933.
Nel 1934 venne chiamato da Heydrich a far parte dell'SD, il servizio segreto delle SS. Divenne il capo della sezione IV E specializzata nel controspionaggio in Germania e nei paesi occupati.
Dopo lo scoppio della guerra curò un piano per l'invasione della Gran Bretagna. Accantonate le speranze di una facile vittoria sugli inglesi Schellenberg venne trasferito e promosso capo della Sezione VI Esteri dell'SD. In questo ruolo si occupò di tutte le operazioni di spionaggio nei paesi occupati e nemici.
Nell'estate del 1942 cercò di creare un movimento di resistenza antisovietico alle spalle delle truppe russe paracadutando dietro le linee collaborazionisti russi. L'operazione si risolse in un totale fallimento.
Sin dall'agosto 1942 Schellenberg aveva compreso che la Germania non avrebbe vinto la guerra. In questo senso cercò di orientare anche Himmler affinché si riuscisse a concludere una pace separata in Occidente per continuare la guerra contro l'Unione Sovietica.
Nel 1944, dopo l'attentato a Hitler del 20 luglio, il servizio segreto militare (Abwher) venne sciolto e fuso con l'SD e Schellenberg ne divenne il capo.
Dopo la fine della guerra venne processato e ritenuto colpevole non di genocidio ma solo di crimini di guerra contro i prigionieri sovietici. Condannato a 6 anni di carcere nel 1949 (computati a partire dal suo arresto nel 1945) venne rilasciato nel 1951 anche a causa del suo stato precario di salute.
Morì in Svizzera nel 1952.