Née d'une mère philippine, Precious Mitchell, et d'un père irlando-écossais, Mark Mitchell, Shay est née et a grandi à Toronto au Canada. Elle est la cousine maternelle de Lea Salonga. Elle a un frère cadet, Sean Mitchell. Même étant enfant, Shay était intéressée par les arts de la scène et déclare à ses parents qu'elle allait poursuivre une carrière dans ce milieu. Dès l'âge de 5 ans, elle prend des cours de danse et commence dès lors à faire des compétitions de danse.

À l'âge de 10 ans, sa famille part s'installer à Vancouver. Moins d'un an après qu'ils s'y sont installés, une agence de mannequinat organise un casting ouvert aux adolescentes et pré-adolescentes. Shay fut l'une des filles sélectionnées.

Shay est la meilleure amie de sa partenaire dans Pretty Little Liars, Ashley Benson.