مشیری پیش‌پای پاییز، نیمه‌ی شهریور ماه سال ۱۳۰۵ در خیابان عین‌الدوله‌ی تهران در خانواده‌ای اهل هنر، فرهنگ و صنعت چشم به جهان گشود. پدربزرگ پدری‌اش میرزا محمودخان مشیر، مخابرات غرب ایران را در عصر ناصری اداره می‌کرد. میرزا جواد موتمن‌الملک، نماینده‌ی دوره‌ی اول مجلس شورای ملی و شاعر و ادیب، پدربزرگ مادری‌اش بود که «نجم» تخلص می‌کرد. فضل‌الله بایگان از پیشگامان تئاتر نوین ایران نیز دایی‌اش بود. بالیدن در کنار آن‌ها علاقه به هنر، فرهنگ و شعر را در جان کودک چشم روشن شعله‌ور کرد.
او به‌علت ماموریت اداری پدرش، به مشهد رفت و پس از چندسال به تهران بازگشت و در دبیرستان دارالفنون و ادیب تحصیل کرد.
همزمان با تحصیل در اداره پست و تلگراف مشغول به‌کار شد. سپس شبها در آموزشگاه فنی وزارت پست درس خواند و روزها به کار می‌پرداخت. از همان زمان به مطبوعات روی آورد و در روزنامه‌ها و مجلات کارهایی از قبیل خبرنگاری و نویسندگی را به‌عهده گرفت و بعدها در رشته ادبیات فارسی دانشگاه تهران به تحصیل ادامه داد.
او که از نوجوانی با اکثر شاعران نام‌دار زمانه ارتباط داشت برخلاف آن‌ها، به خصوص پس از ۲۸ مرداد، سیاسی نشد و در کنار فعالیت در وزارت پست، تلگراف و تلفن، در مطبوعات حضور داشت. گذارش به رادیو و شورای موسیقی و شعر افتاد و همراه با سیمین بهبهانی، عماد خراسانی و هوشنگ ابتهاج نقشی اساسی در پیوند دادن موسیقی و ادب فارسی ایفاء کرد.
از سال ۱۳۳۲ تا ۱۳۵۱ مسئول صفحه شعر و ادب مجله روشنفکر شد و در سال ۱۳۳۳ ازدواج کرد. همسر او اقبال اخوان دانشجوی رشته نقاشی دانشکده هنرهای زیبای دانشگاه تهران بود. فرزندان فریدون مشیری، بهار و بابک هردو در رشته معماری در دانشکده هنرهای زیبای دانشگاه تهران و دانشکده معماری دانشگاه ملی ایران تحصیل کرده‌اند.
مشیری سرودن شعر را از ۱۵ سالگی آغاز کرد. اولین مجموعه شعرش با نام تشنه توفان در ۲۸ سالگی با مقدمه محمدحسین شهریار و علی دشتی به‌چاپ رساند و پنج سال پس از این توانست یکی از زیباترین و مشهورترین شعرهای خود را با عنوان «کوچه» منتشر سازد.
او به موسیقی ایرانی علاقه بسیاری داشت و بر همین پایه به عضویت در شورای موسیقی و شعر رادیو درآمد و پیوند عمیقی میان شعر و موسیقی به وجود آورد. فریدون مشیری در سال های بعد به شرکت مخابرات ایران انتقال یافت و در ۱۳۵۷ خورشیدی از خدمت دولتی بازنشسته شد.
فریدون مشیری در سال ۱۳۷۷ به آلمان و امریکا سفر کرد و مراسم شعرخوانی او در شهرهای کلن، لیمبورگ و فرانکفورت و همچنین در ۲۴ ایالت امریکا از جمله در دانشگاه‌های برکلی و نیوجرسی به‌طور بی‌سابقه‌ای مورد توجه دوستداران ادبیات ایران قرارگرفت. در سال ۱۳۷۸ طی سفری به سوئد در مراسم شعرخوانی در چندین شهر از جمله استکهلم و مالمو و گوتنبرگ شرکت کرد.
آرامگاه وی در قطعه هنرمندان است.
