Kariera tenisowa W 1930 roku Shields doszedł do finału mistrzostw USA, gdzie uległ Johnowi Doegowi. Doeg wygrał 10:8, 1:6, 6:4, 16:14, a Shields nie wykorzystał przy stanie 13:14 w czwartym secie piłki setowej na wyrównanie stanu meczu. Shields był ponadto w półfinałach mistrzostw USA w 1928 roku (porażka z Henrim Cochetem) i 1933 roku (porażka z Jackiem Crawfordem).
W 1931 roku Shields awansował do finału Wimbledonu po zwycięstwie m.in. w półfinale z Jeanem Borotrą. Doznał jednak kontuzji w meczu mikstowym i zrezygnował z występu w finale singla, stając się w ten sposób jedynym finalistą Wimbledonu, który oddał mecz walkowerem.
Frank Shields w mistrzostwach USA był także w finale gry podwójnej, w 1933 roku wspólnie z Frankiem Parkerem. Para poniosła porażkę George’em Lottem i Lesterem Stoefenem. Shields był także uczestnikiem finału gry mieszanej, w 1930 roku, z Marjorie Morrill, razem z którą przegrał z Edith Cross i Wilmerem Allisonem.
Shields wygrał m.in. turniej w Cincinnati w 1930 roku.
Między 1928 a 1945 rokiem osiem razy klasyfikowany był w czołowej dziesiątce rankingu amerykańskiego, w tym jako nr 1. w 1933 roku, a nr 2. w 1930 roku. Na początku lat 30. był również wśród dziesięciu najlepszych tenisistów świata w klasyfikacji The Daily Telegraph, w tym jako nr 5.