Георгий Семенович Шпагин родился 29 апреля 1897 года в селе Клюшниково Ковровского уезда Владимирской губернии, в крестьянской семье. 

В 1916 году Георгий Семёнович Шпагин был призван в армию и направлен в 14-й гренадерский полк. Из-за травмы пальца его перевели в оружейные мастерские, где он смог подробно ознакомиться с различными отечественными и иностранными образцами оружия. После революции 1917 г. он работал оружейным мастером в одном из стрелковых полков Владимирского гарнизона.

В 1920 г. после демобилизации Георгий Семёнович поступил слесарем в мастерскую Ковровского оружейного завода, где работали выдающиеся оружейники В.Г. Фёдоров, В.А. Дегтярёв и С.Г. Симонов. Вместе с ними Шпагину предстояло заложить основы русской школы автоматического стрелкового оружия. С 1922 г. он активно участвовал в создании новых его образцов.

Первым изобретением Г.С. Шпагина, принятым на вооружение Красной Армии, стала шаровая установка, с помощью которой можно было закреплять автомат Фёдорова и вести стрельбу по воздушным целям. Вместе с В.Г. Фёдоровым он создал 6,5-миллиметровый спаренный ручной пулемет.

В 1928 г. под руководством В.А. Дегтярёва был создан первый образец советского танкового пулемета на базе пехотного пулемета Дегтярёва образца 1927 г.

В 1931 году Георгий Семёнович участвовал в доработке крупнокалиберного пулемёта Дегтярёва ДК-32, разработав для него систему ленточного питания. В 1938 году «12,7 мм крупнокалиберный пулемёт Дегтярёва-Шпагина» поступил на вооружение Красной Армии.

Однако наибольшую известность конструктору принесла разработка пистолета-пулемёта ППШ-41. Созданный в самый канун Великой Отечественной войны, ППШ стал незаменимым оружием в руках воинов Красной Армии. Исключительная простота его конструкции позволила развернуть его производство в первые же месяцы войны на многих предприятиях нашей страны.

Во время войны Шпагин работал на Вятско-Полянском машиностроительном заводе, где было произведено более 2,5 миллионов ППШ. За свои заслуги он был награжден орденом Ленина в 1942 году.

В 1943 году был разработан сигнальный пистолет СПШ.

За свою конструкторскую деятельность он был удостоен звания Героя Социалистического Труда, награждён тремя орденов Ленина, орденом Суворова II степени, орденом Красной Звезды и другими наградами.