Ş. B. Xəlilov 1939-cu il oktyabrın 7-də Gürcüstan Respublikasının Dmanisi rayonunun Yuxarı Qarabulaq kəndində anadan olub. 1957-ci ildə orta məktəbi bitirərək Azərbaycan Dövlət Universitetinə daxil olub. 1962-ci ildə oranı fərqlənmə diplomu ilə bitirdikdən sonra təyinatla AMEA Coğrafiya İnstitutuna işə göndərilib. Ş. B. Xəlilov bir çox Beynəlxalq və Ümumittifaq simpozium və müşavirələrdə (Helsinki, Moskva, Sankt-Peterburq, Novosibirsk, Tiflis, Minsk, Velikiy Novqorod və s.). Azərbaycanın coğrafiya elmini layiqincə təmsil etmişdir.

AMEA Coğrafiya İnstitutunda şöbə müdiri, elmi işlər üzrə direktor müavini, laboratoriya müdiri, Elmlər Akademiyasının partiya komitəsinin katibi, BDU-nun humanitar məsələlər üzrə prorektoru vəzifələrində çalışıb.

• 1969-cu ildə coğrafiya elmləri namizədi,
• 1996-cı ildə coğrafiya üzrə elmlər doktoru elmi adı alıb. Hər iki dissertasiya işi qurunun hidrologiyası, o cümlədən, su anbarlarının mühafizəsinə, ekologiyasına həsr edilmişdir.
• 2007-ci ildə professor elmi adını alıb.
• 2001-ci il iyunun 30-da Azərbaycan Milli Elmlər Akademiyasının müxbir üzvü, 2001-ci ildə akademiki seçilmişdir.

1995 və 1997-ci illərdə əldə etdiyi mühüm elmi nəticələri Milli Elmlər Akademiyasının Rəyasət Heyətində coğrafiya elminin ən mühüm nəticələri kimi qəbul edilmişdir. Bakı Hidrolayihə İnstitutu Şahvələd Xəlilovun su anbarlarının lillənməsi, sahillərinin dinamikası və ətraf mühitə təsiri üzrə elmi nəticələrindən Azərbaycan DRES-in baş sugötürücü qurğusunun və onun tunelinin (1974), Xudafərin və Qız qalası su anbarlarının (1979), Mingəçevir su anbarının yenidən qurulması və HAES tikintisi layihələrinin hazırlanmasında (1982), İsmayıllı rayonunda Girdman və Əyriçay üzərində su anbarlarının layihələndirilməsində istifadə etmişdir. Respublikanın gölləri və su anbarlarının mühafizəsi, səmərəli istifadəsi üzrə elmi nəticələr Dövlət Ekologiya və Təbiətdən İstifadəyə Nəzarət Komitəsi tərəfindən Azərbaycan Respublikasının su ehtiyatlarının kompleks istifadəsi və mühafizəsi üzrə baş sxeminin tərtibində istifadə edilmişdir.

20 il ərzində (1974–1993) Azərbaycan televiziyasının ən çox sevilən elmi-kütləvi "Səyahət" və "Sovet Azərbaycanına səyahət" verilişlərinin (1981–1986) daimi aparıcısı olmuşdur.

1978–84-cü illərdə Azərbaycan EA partiya komitəsinin katibi, Bakı Şəhər Sovetinin deputatı seçilmişdir. Azərbaycan müstəqillik əldə etdikdən sonra da o, YAP Yasamal rayon təşkilatının əsas təşkilatçılarından biri olmuş və 1993-cü ildən 2001-ci ilədək rayon təşkilatı sədrinin birinci müavini seçilmişdir. YAP-ın I (1999) və II qurultaylarında (2001) YAP siyasi şurasının üzvü seçilmişdir.

Ş. B. Xəlilov Azərbaycan Respublikası Prezidenti yanında Ali Attestasiya komissiyası Ekspert şurasının üzvü olmuşdur. 2000-ci ilin sonunda BDU-nun Humanitar məsələlər üzrə prorektoru və 1997-ci ildən Coğrafiya fakültəsində Ətraf mühitin mühafizəsi kafedrasının professoru işləmişdir.

100-dən artıq elmi əsərin, o cümlədən 5 monoqrafiyanın müəllifidir. Həmçinin Azərbaycan Sovet Ensiklopediyasınin VI–X cildlərində çaylar, göllər və su anbarlarına aid 50-dən artıq məqalə çap etdirmişdir. 12 elmi əsəri xarici ölkələrdə nəşr olunmuşdur.