Кристаллографией Шубников заинтересовался ещё будучи школьником, посетив в Политехническом музее лекцию своего будущего учителя, профессора МГУ
Поступив в университет, пришёл в лабораторию Вульфа и начал заниматься научной работой. По окончании учёбы в 1912 году был призван в армию, служил в Москве и мог иногда посещать лабораторию. С конца 1913 года работал ассистентом у Вульфа и продолжал научную работу.
С началом войны в 1914 году Шубников был снова призван в армию, воевал под Варшавой, был тяжело ранен и после выздоровления был признан годным только к нестроевой службе на химическом заводе. После демобилизации в 1918 году продолжил работу у Вульфа. Но во время разрухи наладить серьёзную научную работу не удалось.
В 1920 году Шубников принял предложение преподавать в создаваемом в Свердловске Горном институте. Разработал курс лекций по кристаллографии, написал учебник. А с научным оборудованием было туго.
В 1925 году Шубников по приглашению
Всю научную жизнь Шубников занимался исследованиями в области физики твёрдого тела — структуры кристаллов, их выращивания, изучения их физических свойств, их применения. Его научные труды развивают учение о симметрии и антисимметрии. Вывел 58 точечных кристаллографических групп антисимметрии, которые носят название Шубниковских групп. Применив это учение, Шубников предсказал существование и впервые создал пьезоэлектрические текстуры. Разработал технологию синтеза реальных кристаллов. Организовал производство технических кристаллов, пьезокерамических и пьезокварцевых кристаллов. Его перу принадлежат более 350 научных работ и изобретений.
Не забывал Шубников и преподавательскую деятельность. С 1953 года и до конца жизни был профессором и заведующим кафедрой кристаллографии МГУ. Большая часть научных работников Института кристаллографии РАН — его ученики и ученики его учеников.
Умер Алексей Васильевич Шубников 27 апреля 1970 года, похоронен в Москве на Донском кладбище.