Доктор экономических наук. Академик АН СССР (23.12.1987, член-корреспондент 26.11.1974), был академиком-секретарем отделения экономики РАН (1990).
Закончил школу с золотой медалью, поступил в Московский энергетический институт, но через два года перешел на экономический факультет МГУ, который окончил в 1958 году, после чего работал экономистом Научно-исследовательского финансового института Минфина СССР. В 1959—1965 годах работал в Научно-исследовательском экономическом институте (НИЭИ) при Госплане СССР.
В 1965—1976 гг. зам. директора, зав. отделом в Центральный экономико-математический институт (ЦЭМИ) АН СССР.
С 1976 по 1986 годы работал во Всесоюзном НИИ системных исследований, преподавал общую экономику на факультете управления и прикладной математики МФТИ.
С 1986 по 1989 годы — в Институте экономики и прогнозирования научно-технического прогресса АН СССР. Основал и длительное время возглавлял кафедру экономической кибернетики на экономическом факультете МГУ. Был профессором кафедры математических методов анализа экономики МГУ, членом редакционной коллегии журнала «Деловые люди», членом учредительного совета газеты «Московские новости».
В декабре 1989 года назначен членом Государственной комиссии по экономической реформе. В 1990 году возглавил рабочую группу по разработке программы перехода к рыночной экономике — программы «500 дней». Являлся членом Президентского Совета СССР.
В 1991 году избран председателем оргкомитета по созданию Объединенной демократической партии; возглавил Международный фонд экономических и социальных реформ «Реформа». Был доверенным лицом Ельцина на президентских выборах РСФСР 1991 года.
В 1994 году Шаталин создал коммерческую организацию Финансовый союз «Шаталин и КО».
В 1995 году принял участие в создании избирательного объединения «Моё Отечество».