تنها فرزند رضا شاه پهلوی از بطن ملکه توران امیرسلیمانی. پس از تحصیل مقدمات به همراه سه تن از برادران ناتنی‌اش (عبدالرضا پهلوی، احمدرضا پهلوی و محمودرضا پهلوی) برای ادامه تحصیل به مدرسه لروزه سوییس فرستاده شد و پس از اتمام تحصیل، در سال ۱۳۱۵ به همراه سایر برادران به ایران بازگشت و همگی به خواست پدرشان وارد دبیرستان نظام شدند.
شاهپور غلامرضا در سال ۱۳۲۰ و پس از کناره گیری رضا شاه از سلطنت به همراه پدر مجبور به ترک ایران و اقامت در آفریقای جنوبی شد. پس از درگذشت رضا شاه نیز اجازه بازگشت به او داده نشد و ناچار برای ادامه تحصیل به دانشگاه پرینستون آمریکا رفت ولی پس از یک سال با اجازه برادرش محمدرضا شاه پهلوی به ایران بازگشت و وارد دانشکده افسری شد.
شاهپور غلامرضا پهلوی در سال ۱۳۲۶ با هما اعلم دختر دکتر امیراعلم و نوه حسن وثوق (وثوق الدوله) ازدواج کرد و از او صاحب دو فرزند مهرناز و بهمن پهلوی شد که اولی در سن سه سالگی درگذشت. این زوج پس از چندی از هم جدا شدند و شاهپور غلامرضا با منیژه جهانبانی دختر سرلشکر منصور جهانبانی ازدواج نمود و از او صاحب سه فرزند به نام‌های مریم، آذردخت و بهرام پهلوی شد.
شاهپور غلامرضا به خاطر فعالیت‌های اقتصادی و اعمال نفوذهای غیرقانونی همیشه مورد انتقاد قرار داشت و پس از خواهرش اشرف پهلوی منفورترین عضو خانواده در نزد مردم بود و از نقاط ضعف محمدرضا شاه در دوران سلطنتش محسوب می‌شد.
او مقارن با انقلاب اسلامی ۱۳۵۷ ایران را ترک کرد و سال‌ها در خارج از کشور زندگی کرد و همچنان در تبعید به سر می‌برد.
