万治2年（1659年）10月29日、挙母藩2代藩主（後に田原藩初代藩主）三宅康勝の長男として誕生。延宝2年（1674年）12月27日、従五位下・出羽守に叙位・任官する。貞享4年（1687年）、父の死去により家督を継いだ。元禄2年（1689年）6月、江戸城一橋門番に任じられ、元禄6年（1693年）9月に駿府城番となる。元禄9年（1696年）6月に江戸城馬場先門番となり、9月に日光祭祀奉行、10月に奥詰、11月に5代将軍・徳川綱吉付の小姓に任じられ、元禄12年（1699年）3月28日には奏者番に任じられた。元禄13年（1700年）に水戸藩前藩主徳川光圀が死去すると、幕府の上使として水戸に赴いている。宝永元年（1704年）10月1日に寺社奉行に任じられる。藩政では凶作や暴風雨が相次いで財政が苦しくなり、宝永3年（1706年）から家臣の知行削減を行なっている。正徳5年（1715年）6月に江戸城竹橋門番、享保2年（1717年）6月には江戸城田安門番を務めた。享保11年（1726年）10月4日に死去した。享年68。跡を次男・康徳が継いだ。
2006年10月からマーク・ファイナル・ワダとランス・ウィリアムズに対する捜査が開始された。2人は連邦大陪審に出廷して機密情報である大陪審証言の情報源などを明かすように命じられたが、情報源の秘匿のために証言を拒否し、収監される方を選ぶ意向を示していた。しかし、2007年2月14日に大陪審証言を2人に不正に開示し、漏洩させたビクター・コンテの弁護人、トロイ・エラーマンが罪を認めた。
父の廣田理太郎は、英語に堪能で、イギリスやアメリカと手広く貿易を行う実業家であり、廣田家は非常に裕福な家庭であった。そんな東京の裕福な実業家の家庭に生まれたシヅエは、日本文化・西欧文化の両方に接して育つ。1914年に女子学習院中等科を卒業してすぐ、27歳の石本恵吉男爵（石本新六の子）と一度目の結婚。男爵は三井財閥系の三井鉱山に在籍しており、労働者の実態調査で三井三池炭鉱へ赴任する。新婚早々炭鉱町に移り住むことになり、悲惨な炭鉱労働者の生活を知る。数年後、夫が労働問題の研究でアメリカへ渡ると、夫の後を追い二人の幼子を日本に残して1919年に渡米。職業婦人になることを勧められ、ニューヨークのバラード・スクールに学ぶ。後に秘書学コースを優等で卒業する。その頃、貧民街での産児調節運動を啓蒙するマーガレット・サンガーと出会う。妊娠と堕胎から女を守るというサンガーの思想が炭鉱町にも必要であることを痛感し、日本での運動を決意する。帰国直後の1922年に社会運動に理解のあった夫と共にサンガーを日本に招待し、講演会などを大々的に行った。これを機に日本での産児調節運動をスタートさせた。母体保護の重要性を説くだけでなく、さらに「不良な子孫の出生の防止」を訴えた。1931年に日本産児調節婦人連盟を設立し、会長に就任する。（高山正之によれば、避妊・中絶のほか、断種も主張した。その2年後、ドイツで遺伝病根絶法を定めて、強制断種を始めると、先を越されて悔しがったという）。1934年に、産児制限相談所を開設。1932年と1936年にはアメリカへも講演旅行を行った。その一方で、石本男爵は満州に赴任。その際に革命後のソ連への入国を図るが失敗。戦争が勃発し日中戦争によって産児制限相談所は閉鎖される。長男・新は出征し、次男・民雄は結核で病死。音信不通になった夫の負債のために自宅を売却することになり、ついに離婚を決意。1944年3月に別居中だった夫と離婚が成立し、同年11月労働運動家の加藤勘十と結婚。1945年には、48歳で長女の多喜子を出産した。1946年4月の第22回衆議院議員総選挙にGHQの要請を受けて立候補し、初当選（初の女性代議士39名の中の1人でもある）、日本社会党に入党する。GHQの指導に従って産児制限の立法化を図り、GHQの後ろ盾とクラレンス・ギャンブルの資金援助も得た。1947年12月には人工妊娠中絶と不妊手術を合法化する目的で、優生保護法の法案を福田昌子と太田典礼の3人で提出する。法案の提案理由として、加藤は戦後の人口増加と共に、以前の国民優生法が「実際には悪質の遺伝防止の目的を達することが、ほとんどできないでいる」事を挙げた。翌年に優生保護法は成立した。後年、この法律による不妊手術を受けされた方々が国を相手取り賠償訴訟を次々と起こすことになる。1950年、第2回参議院議員通常選挙に全国区より当選。後1974年7月の政界引退まで参議院議員となる。1954年、日本家族計画連盟を結成。1966年(昭和41年)、日本社会党の佐々木更三委員長が成田国際空港建設予定地入りし、「社会党は空港建設阻止のために闘い抜く」と演説。日本社会党の党大会でも反対決議を行うなど成田国際空港建設に反対する成田闘争に参加。1966年(昭和41年)、用地買収を複雑にするために一坪地主となった。（その後、社会党は成田国際空港建設を支持）。1970年春、勲二等宝冠章受章。1974年に、日本家族計画連盟の会長に就任する。1974年7月の参議院選挙で落選して政界引退する。1979年に日本社会党を離党する。離党後は1980年代には社会民主連合（社民連）・民社党を支援して、1990年代以降は日本新党や新生党・新進党などを支援した。1988年に、国連人口賞を受賞する。1993年に、女性のための政治スクール名誉校長に就任。1995年に、家族計画国際協力財団（現在の国際協力NGOジョイセフ）の会長となる。2001年12月22日、呼吸不全のため104歳で没した。翌年にシンガーソングライターのさだまさしが「勇気凛々～故 加藤シヅエ先生に捧ぐ～」という楽曲を出している。加藤はさだの代表曲である関白宣言がお気に入りで、「男はこれでよろしい、女もこれでよろしい、愛はこうでよろしい」とさだにエールを送ったこともあった。