В сентябре 2003 года главы правительств стран — членов ШОС подписали Программу многостороннего торгово-экономического сотрудничества на 20 лет. В качестве долгосрочной цели предусматривается создание зоны свободной торговли в ШОС, а в краткосрочной перспективе — увеличение потока товаров в регионе. Сотрудничество должно охватывать области энергетики, транспорта, сельского хозяйства, телекоммуникаций, защиты окружающей среды и др. План действий по развитию сотрудничества был подписан год спустя, в сентябре 2004 года.
По мнению ряда аналитиков, организационное строительство ШОС слишком затянулось, а многочисленные меморандумы и декларации долгое время не получали должного воплощения на практике. Кроме того при выполнении программ действий по различным направлениям экономического сотрудничества, выяснилось, что их реализации мешает ряд трудностей, обусловленный различиями в структурах и функционировании хозяйственных систем. В итоге не удалось запустить практически ни одной из уже одобренных программ экономического сотрудничества.
Завершением процесса формирования системы многостороннего экономического сотрудничества в рамках Организации, по мнению президента Российского союза промышленников и предпринимателей А.Н. Шохина, послужило создание в июне 2006 года Делового совета, который, являясь не правительственной структурой, объединяет правительственные и финансовые круги стран — участниц ШОС. Реальный же толчок развитию двух крупных проектов (развитию транспортной инфраструктуры и энергоресурсов) был дан на Совете глав правительств в Душанбе 15 сентября 2006 года.
Особое место в экономических отношениях стран ШОС занимает Китай. Он с каждым годом всё серьёзнее влияет на экономическую ситуацию в регионе, стимулирует сотрудничество стран ШОС в этой сфере, настаивая на создании свободной торговой зоны, а вместе с тем и создании инфраструктуры для торговли и инвестиций. Втягивая экономики стран центрально-азиатского региона (ЦАР) в орбиту своих экономических интересов, КНР рассматривает их в первую очередь как надёжные рынки сбыта своих товаров. Именно с точки зрения расширения торгового сотрудничества Китай активно поддерживает вступление стран Шанхайской организации сотрудничества во Всемирную торговую организацию. И хотя одни эксперты указывают, что во внешнеторговом обороте Китая доля ШОС на протяжении 2001—2006 гг. не превышала 2%, другие специалисты отмечают, что уровень товарооборота между Китаем и странами Центральной Азии, в частности, Казахстаном неуклонно растёт.
26 октября 2005 года на московском саммите ШОС генеральный секретарь организации Чжан Дэгуан заявил, что ШОС сосредоточит внимание на совместных энергетических проектах, включая развитие нефтегазового сектора, разведку запасов углеводородов и совместное использование водных ресурсов.
Идея, выдвинутая президентом России В. В. Путиным на шанхайском саммите в июне 2006 года о создании Энергетического клуба ШОС как механизма, объединяющего производителей, потребителей и транзитёров энергоресурсов, была поддержана остальными главами государств. Конкретные решения по реализации были приняты на встрече глав правительств в Душанбе, в частности глава правительства России М. Фрадков предложил создать в рамках ШОС Международный центр по предоставлению услуг ядерного топливного цикла. Кроме России активные шаги по развитию энергетики в регионе предпринимают также Китай и Казахстан. Не исключена возможность, участия Ирана в энерготранзите, в случае чего, удельный вес газового рынка ШОС уверенно перевалит за половину мирового объёма.
По завершении саммита в Екатеринбурге, а также проходившей на следующей день встрече глав государств группы БРИК, 17 июня 2009 года Россия и Китай заключили беспрецедентное соглашение в энергетике на сто миллиардов долларов. О самой крупной в истории двусторонних отношений России и Китая сделке объявил президент России Дмитрий Медведев после переговоров с лидером КНР Ху Цзиньтао. Первые лица договорились разработать механизм взаиморасчетов в рублях и юанях. Пока все сделки между Россией и Китаем оцениваются в долларах. Но если будет реализована инициатива КНР и РФ, — она может повлиять не только на российско-китайские отношения, но и на всю мировую торговлю. Москва и Пекин намерены заменить доллар юанем и рублем.
