В 12 лет остался круглым сиротой, вместе с братом жил у бабушки. В 1944 году поступил в гимнастическую секцию. Его первым наставником стал В. А. Порфирьев, который воспитал у него чувство ответственности и умение ни при каких обстоятельствах не сдаваться, бороться до последнего. В 1955 году окончил Киевский институт физкультуры.
Занимаясь под руководством опытного тренера А. С. Мишакова (среди его воспитанников легендарная гимнастка Лариса Латынина), в 22 года дебютировал в составе сборной СССР на чемпионате мира в Хельсинки, выиграв командное первенство. В том же году впервые стал абсолютным чемпионом СССР. В 1956 году выиграл олимпийское золото. Всего в трёх Олимпиадах (1956—64) получил 7 золотых наград. Шахлина отличали спокойствие и уверенность в собственных силах; не случайно после победы на чемпионате Европы (1955) в ФРГ журналисты называли его «русским медведем», вышедшим на помост и раздавившим всех подряд.
После окончания спортивной карьеры преподавал в Киевском институте физкультуры. В 1968 году стал судьёй международной категории. В начале 1970-х его избрали вице-президентом технического комитета Международной федерации гимнастики.