В 1899 году молодой Шаумян организовал первый в Армении марксистский кружок, а три года спустя стал организатором Союза армянских социал-демократов.
В 1903 году в Женеве Шаумян познакомился с Владимиром Лениным, а два года спустя окончил философский факультета Берлинского университета.
Вернувшись из Европы в 1907 году Шаумян поселился в Баку, где начал работать на нефтепроводе. После руководства забастовкой бакинских рабочих попал в тюрьму и был сослан в Саратов, где пробыл до 1917 года.
В Баку будущий большевик вернулся уже после Февральской революции и был избран председателем Совета рабочих депутатов, а затем был назначен чрезвычайным комиссаром Кавказа. В апреле 1918 года стал председателем Бакинского Совнаркома и комиссаром иностранных дел.
Степан Шаумян был расстрелян в числе 26 бакинских комиссаров английскими интервентами и эсерами 20 сентября 1918 года. По официальным данным, он был похоронен в Баку, где был установлен мемориал 26 комиссарам.
12 января 2009 года началась эксгумация 26 бакинских комиссаров с целью их перезахоронения. На месте захоронений останки Степана Шаумяна и еще двух комиссаров найдены не были.
Именем Степана Шаумяна были названы столица Республики Арцах – Степанакерт, армянский город Степанаван, район и села в карабахском регионе, улицы и площади в десятках населённых пунктов на территории бывшего СССР.
По случаю дня рождения армянского революционера представители посольства России в Армении возложили цветы к его памятнику в Ереване, установленном в 1931 году.