המייסדים הם קבוצת אקדמאים ציוניים מלבוב שבגליציה, חברי תנועת 'התאחדות'. בהשפעת דמותו הכריזמטית ורעיונותיו של הסופר, המחנך והוגה הדעות שלמה שילר (בלנקשטיין), שהגיע אליהם בשליחות קק"ל, החליטו חברי הקבוצה לעלות להגשמה בארץ ישראל.  בשנת 1923 התארגנה הקבוצה ובאוקטובר 1925 עלו חבריה לארץ. במשך שנתיים קיבלו הכשרה בקרית ענבים וב-14 באוקטובר 1927 עלו על הקרקע דרומית לרחובות, בסמוך לכפר הערבי זרנוגה, על 100 דונם אדמה שנרכשו בכספם באמצעות קק"ל. בתחילה סירבו המוסדות המיישבים לתמוך בקבוצה, והמתישבים חיו בתנאים קשים והתפרנסו בדוחק מעבודות חוץ ברחובות והסביבה. במקביל, החלו בהקמת משק עצמי שכלל רפת, לול, פרדס, גן ירק ועצי פרי. עם הקמתה נקראה הקבוצה 'קבוצת שילר' על שמו של שלמה שילר, שהיתה לו השפעה רבה על ראשוני הקבוצה בפולין ואשר נפטר בסמוך לעליתם לארץ.

במאורעות 1929 התברר כי אין לנקודה כל אפשרות להגן על עצמה. בסיוע המוסדות נבנה בית ביטחון עם מגדל בראשו ששימש ללינת הילדים והוריהם. בשנות ה-30 במסגרת תוכנית 'התיישבות האלף', קיבלה הקבוצה תמיכה שאיפשרה קליטה של 12 משפחות נוספות, הקמת מבנים ונטיעת מטעים. בשנת 1935 נבנה חדר אוכל ראשון מאבן. בשנת 1944 נחנך בית התרבות. הקבוצה השתייכה ל'חבר הקבוצות' ובמהלך השנים הצטרפו אליה גרעיני השלמה מתנועת 'גורדוניה' וכן  חברות נוער וניצולי שואה.

בשנת 1939 הוקמו בקבוצת שילר שני מפעלים מחתרתיים של תעש: 'גבעון' ליצור רימוני יד ו'יפתח' ליצור פגזי מרגמה. לפני הקמת המדינה היה במקום בסיס של הפלמ"ח. עד למלחמת העצמאות התפתחותה של הקבוצה היתה מוגבלת בשל שטחי הקרקע המצומצמים שעמדו לרשותה. לאחר המלחמה  נוספו לקבוצה קרקעות  ושטחה גדל מ-700 דונם ל-1,300 דונם. אדמות אלה  שימשו לפיתוח המשק החקלאי. הוקם ענף הנשירים, ניטעו פרדסים, בננות ואבוקדו. ענף הפלחה התפתח בזכות 4,000 דונם בנגב שנמסרו לקבוצה לעיבוד באופן זמני. כתנאי לקבלת קרקעות אלה, נאלצו חברי הקבוצה לקבל עליהם את השם הרשמי של היישוב, 'גן שלמה'.

בשנת 1962 הוקם מפעל 'שילטקס' ליצור גומי ושרוכי נעלים בטכנולוגיה של קליעה. במקביל נבנו בית קירור ובית אריזה לשירות ענפי המטעים. בשנות ה-70 נרכשו שטחי קרקע נוספים והוגדלה תפוקת הבארות המקומיות. כלכלת הקיבוץ התבססה על ענפי החקלאות המתרחבים, בעיקר הכותנה ומטעי הנשירים. לקראת סוף העשור הרחיב מפעל 'שילטקס' את מגוון מוצריו והתקדם מבחינה טכנולוגית. בשלהי שנות ה-80, עם תחילת המשבר במשק המים בישראל, החל תהליך הדרגתי של צימצום המשק החקלאי בקבוצת שילר. לקראת סוף העשור הרחיב מפעל 'שילטקס' את פעילותו והיה לענף המשק המרכזי. בשנת 1987, עם חגיגות ה-60 לקבוצה, הושלמה בניותו של מתחם חדר האוכל ואולם המופעים. בשנות ה-90 הלך וגדל מספר החברים המתפרנסים בעבודות חוץ.

בשנים האחרונות עובר הקיבוץ תהליכים של הפרטה ושינוי אורחות החיים. חברי הקבוצה מתפרנסים כיום מחקלאות (רפת, לול, גידולי שדה, פרדסים ומטעים), תעשיה (מפעל 'שילטקס' ליצור סרטים אלסטיים), יזמויות שונות ועבודות חוץ.