שלמה וינטראוב משכיל ובוגר בהצטיינות של בית הספר לרפואה ע"ש סאקלר באוניברסיטת תל אביב. לאחר מכן השלים התמחות באורתופדיה וטראומטולוגיה במרכז הרפואי איכילוב בתל אביב. באותה מרפאה עבד תחילה כרופא במחלקה לאורתופדיה וטראומטולוגיה, ומאז 1994 הוא מנהל המחלקה לאורתופדיה בבית החולים לילדים. שלמה וינטראוב שיפר את כישוריו המקצועיים בקליניקות מובילות בבריטניה ובארה"ב. כיום פרופ' שלמה וינטראוב הוא ראש המחלקה לאורתופדית ילדים בפקולטה לרפואה באוניברסיטת תל אביב.
בנוסף לפרקטיקה הקלינית הפעילה, פרופ' וינטראוב עוסק ברצינות בפעילות מדעית. הוא היה מעורב ישירות במחקר על הבעיות של הפרעות אורתופדיות מולדות באוניברסיטת לונדון, במחקרים על ביולוגיה של תאי עצם ומינרליזציה של רקמות במכון המחקר הלאומי במרילנד בארצות הברית. וגם במרכז הבינלאומי פוגרטי בארצות הברית. הוא מחברם של יותר מ -160 פרסומים מדעיים ויותר מ -300 מצגות מקצועיות בקונגרסים ופורומים רפואיים בינלאומיים.
שלמה וינטראוב הוא מנתח אורתופדי ייחודי בעל ניסיון קליני ואקדמי עשיר. חבר באיגודים מקצועיים רבים בארץ ובחו"ל. מייסד ויו"ר קבוע של האיגוד הישראלי לאורתופדית ילדים. פרופסור אורח ב-13 מרכזים אורתופדיים לילדים ברחבי העולם.
על תרומתו יוצאת הדופן לפיתוח הרפואה העולמית, זכה פרופ' וינטראוב בפרסים יוקרתיים רבים, בין החשובים שבהם פרסים מטעם משרד הבריאות הישראלי, מדליה מטעם האגודה האירופית לאורתופדיה ילדים, פרסים מטעם האגודה האמריקאית למחלות עצם והמכונים הלאומיים לבריאות בארה"ב.
מייסד ועורך ראשי של כתב העת Journal of Children's Orthopaedic.