Tonio Shiga wurde als Sohn einer deutschen Mutter und eines japanischen Vaters in Japan geboren. Er begann sein Dirigierstudium in Tokio und setzte dieses im Anschluss an der Hochschule für Musik und Theater Rostock fort. Einen weiteren Studienschwerpunkt neben Klavier und Geige stellte das klassische Saxofon dar. Seine musikalische Expertise schlägt den Bogen von französischen Komponisten über die Moderne bis zu Jazz. In intensiven Studien und Meisterkursen bei Yuji Yuasa zur Wiener Klassik komplettierte Shiga sein breitgefächertes handwerkliches Fundament. Während seines Studiums in Tokio trat er vielmals als Statist in Gastspielen weltbekannter Theater wie der Bayerischen Staatsoper München, der Staatsoper Unter den Linden Berlin, dem Teatro alla Scala oder der Metropolitan Opera auf, was die Entscheidung für seinen künftigen Weg maßgeblich beeinflusst hat.

2003 nahm Shiga an einem Meisterkurs für Dirigieren unter der Leitung von Seiji Ozawa teil, im Rahmen dessen er das Ozawa-Akademie-Orchester dirigierte. Sein erstes Engagement als Korrepetitor und Chorassistent führte ihn an das Deutsche Nationaltheater Weimar. Weitere Engagements als Korrepetitor und Dirigent folgten etwa an die Pasinger Fabrik München, an der er La Traviata, Don Giovanni und Tosca dirigierte, an die Kammeroper München für die neu zusammen gestellte Mozart-Oper Der Diener zweier Herren, die Haydn-Festspiele-Eisenstadt oder das Goethetheater Bad Lauchstädt. Im Januar 2020 dirigierte er die Erzgebirgische Philharmonie Aue für das 5. Philharmonische Konzert des Eduard-von-Winterstein-Theaters.

Seit 2013 ist Shiga als Solorepetitor mit Dirigierverpflichtung, seit 2017 auch als Kapellmeister am Stadttheater Bremerhaven engagiert. In der Spielzeit 2022/2023 war er für die musikalische Leitung des Musicals Hairspray verantwortlich.