У. Ширра родился 12 марта 1923г. В 1940-41 гг. он учится в машиностроительном колледже в Ньюарке. После окончания в 1945г. Военно-морской академии в Аннаполисе Ширра служил в авиационных частях ВМФ. Окончил также офицерскую школу морской авиации при Южно-Калифорнийском университете и школу по подготовке летчиков-испытателей в военно-морском авиационном испытательном центре в Патаксент-Ривер. С 1959г. У. Ширра находится в группе астронавтов НАСА.
3 октября 1962г., отрабатывая методику полетов пилотируемых космических кораблей по программе «Меркурий», У. Ширра совершил первый космический полет на корабле «Сигма-7». Полет продолжался 9 часов 13 минут. За это время корабль совершил 6 витков вокруг Земли. В качестве командира космического корабля «Джемини-6А», Ширра совершил вместе с Т. Стаффордом второй космический полет 15 декабря 1965г. Во время полета было произведено сближение с космическим кораблем «Джемини-7», который был выведен на орбиту 4 декабря 1965г. Во время группового полета, длившегося 5,5 часов, корабли сближались до расстояния 1.8 м. Общее время полета составило 25 час. 51 минуту. Третий космический полет У. Ширра совершил совместно с У. Каннингемом и Д. Эйзелом с 11 по 22 октября 1968г. в качестве командира космического корабля «Аполлон-7». В задачу полета входило испытание основного блока лунного корабля «Аполлон» на околоземной орбите. За время полета корабль «Аполлон-7» совершил 153 витка вокруг Земли. За три рейса в космос Ширра налетал 295 часов и 11 минут.
Уолтер Ширра умер 3 мая 2007г. на 85-м году жизни.