Учился в казанской гимназии, в московском училище живописи, ваяния и зодчества, продолжил свое образование в Академии художеств.
Шишкин усердно рисовал и писал этюды с натуры в окрестностях Санкт-Петербурга, и на острове Валааме в Белом море. За годы обучения в Академии художеств ему были присуждены две малые серебряные медали, большая серебряная медаль, малая золотая медаль и большая золотая медаль. Вместе с последней наградой Шишкин получил право на поездку за границу за счёт Академии.
В 1861 году он отправился в Германию, где, под руководством профессора Коллера, одного из лучших изобразителей животных, срисовывал и писал их с натуры.