Nüsrət Xəlilov 1925-ci il mayın 9-da Azərbaycanın Göyçay şəhərində anadan olmuşdur. 1943-cü ilin iyun ayında o, könüllü şəkildə müharibəyə getmişdir. Nüsrət Xəlilov 77-ci diviziyanın tərkibində Melitopoldan Dnepr çayına kimi döyüşlərdə iştirak etmişdir. 1943-cü ilin 23 dekabrında güllə yarası almışdır və 1944-cü il yanvarın 6-na kimi hərbi hospitalda müalicə olunmuşdur.

Nüsrət Xəlilov hospitaldan çıxandan sonra tank məktəbində oxumuş, 1-ci Belarus frontunun tərkibində döyüşlərə qayıtmışdır, qələbənin sevincini və döyüşçü dostlarının itkisini hiss edərək Minskdən Varşavaya qədər döyüşçü-tankçı yolunu keçmişdir. Müharibə qurtardıqdan sonra Nüsrət Xəlilov doğma şəhəri olan Bakıya qələbə ilə qayıtdı. Əbəs yerə deyil ki "Nüsrət" rus dilinə tərcümə olaraq "Qələbə" mənası daşıyır. Lakin sol çiynindəki ağrı — bu müharibənin nişanıdır, ömür boyu olan yaradır, həlak olan dostlarının xatirəsidir. Çoxadankı arzunu həyata keçirmək vaxtı gəlib çatmışdır — geoloq olmaq. O, M. Əzizbəyov adına Azərbaycan neft və kimya institutuna daxil olub 1951-ci ildə bitirərək, geoloq mühəndis ixtisası almışdır. 1951-ci ildən 30 il ərzində Gürgən və Primorsk qazma kəşfiyyat idarəsində işləmişdir. 1957-ci ildə Rəna xanımı özünə ömür gün yoldaşı seçmişdir.

O, ona gözəl bir oğul (Elçin Xəlilov — sonralar bu oğlan böyüyüb məşhur alim-seismoloq olmuşdur) və iki qız — İradə və Jalə bəxş etmişdir.

1961–1962-ci illərdə onun elmi işləri jurnallarda çap olunmuşdur: Azərbaycan Dövlət Universitetinin "Elmi Qeydlər" geologiya-coğrafiya elmləri siyahısında, "Azərbaycan Neft Təsərrüfatı" jurnalında, "Neft və Qaz", "Ali Təhsil Ocaqlarının məlumatları", "Neft və qaz geologiyası", "Neft və qaz geologiyası və geofizikası", "Azərbaycan Elmlər Akademiyasının məruzələri", "Azərbaycan Elmlər Akademiyasının məlumatları" və s. Bu məqalələrdə olan elmi nəticələr Nüsrət Xəlilovun dissertasiyasının əsasını təşkil etmişdir, hansı ki, 1962-ci illdə "Geoloji quruluş və Abşeron arxipelaqının şimal qərb hissəsinin neft və qaz hasilatının prespektivləri" mövzususnda geologiya-minerologiya elmləri namizədlik dərəcəsinə təqdim olunmuşdur. Nüsrət Xəlilov Kalin svitasında neft və qaz yataqlarının axtarışlarını antiklinal qatların daha dərinliyə salınmış hissələr həddində həyata keçirməyi tövsiyə etmişdir. Nəticədə bu qazılmış buruqlar sənaye miqyaslı qazla fontan vurdular.

1974-cü ildə Nüsrət Xəlilov "Bakı arxipelaqının geoloji quruluşu və anomal yüksək qatlar təzyiqi şəraitində neft və qaz axtarış-kəşfiyyat işlərinin effektiv artmasının yolları " mövzusunda doktorluq dissertasiyası müdafiə etmişdir. Bu işdə Nusrət Xəlilov buruqların qurulması prosesində yaranmış quruluş çətinliklərinin səbəblərini ətraflı xarakterizə etmişdir: buruq dayaqlarının əyriliyi, qrifonotörəmə, kavernotörəmə, dayaqların daralması və yuyulub təmizlənən mayelər arasında qarşılıqlı təsir və asmatik proseslər. Bu tədqiqatların sayəsində qazma texnologiyası üzrə, gilli məhlullarda kimyəvi reagentlərin tətbiq edilməsi üzrə, müxtəlif stratiqrafik səviyyələrdə xüsusi çəkinin nizama salınması üzrə konkret tövsiyələr hazırlamaq mümkün olmuşdur.

1977-ci ildə geologiya-mineralogiya elmləri doktoru elmi dərəcəsini almışdır.

1979-cu ilin axırında "Qiprodənizneftqaz" — Dövlət elmi tədqiqat neft qaz layihə institutunda "Dəniz neft və qaz yataqlarının geologiyası və kəşfiyyatı" labaratoriyasının müdiri vəzifəsinə təyin edilmişdir və 2006-cı ilə qədər bu vəzifədə çalışmışdır.

Nüsrət Xəlilov "Abşeron bankası", "Qum-dəniz", "Sanqaçal-dəniz" və s. neft və qaz yataqlarının kəşfində və istismarında fəal iştirak etmişdir.

1982-ci ildə (Xəzər dənizi) Xəzər neft və qaz yataqlarının kəşfində və istismarında fəal iştirak etdiyinə və geologiya elmində xüsusi nailiyyətlərinə görə, alimə "Azərbaycan Respublikasının əməkdar geoloqu" adı verilmişdir. O, neftçi-geoloqlar Amerika assosasiyasının Azərbaycan Bölməsinin prezidenti seçilmişdir. Elmi kadrların hazırlanmasında fəal iştirak edir. 2000-ci ilin may ayında Moskva şəhərində, Beynəlxalq tərcümey-hal mərkəzi tərəfindən nəşr edilmiş "XX əsrin əskərləri", Böyük Vətən Müharibəsi Veteranı kimi adı tarixi kitaba salınmışdır. çoxlu dövlət və ictimai orden və mükafatlarla təltif edilmişdir. Görkəmli alim 2012-ci ildə vəfat edib.