Xəlil bəy Firidun bəy oğlu Qasımbəyov 14 fevral (köhnə təqvimlə 2 fevral) 1870-ci ildə İrəvan şəhərində anadan olmuşdur. X. Qasımbəyov 1889-cu ildən 1900-cü ilədəl İrəvan şəhər gimnaziyasında oxuyaraq 8-siniflik tam orta təhsil kursunu bitirib. 9 iyun 1900-cü ildə aldığı kamal atestatındakı qiymətləri heyranedicidir. O yeddi fəndən (o sıradan türk dilindən) 5, beş fəndən isə 4 alıb. Onun şəriət müəllimi İsmayıl bəy Şəfibəyov olub.

1900-cü ilin yayında Xarkov III Aleksandr Texnologiya İnstitutuna qəbul olunmaq üçün institutun direktoruna məktub yazıb. X. Qasımbəyov 1-ci kursu problemsiz oxuyub, ancaq bir qədər sonra hansı səbəbdənsə maliyyə çətinlikləri yaranıb, bu üzdən təhsilhaqqını vaxtı-vaxtında ödəyə bilməyib. Buna görə özü şəxsən maddi yardım üçün Hacı Zeynalabdin Tağıyevə müraciət edərək yardım istəyib. 2–3-cü kursları və 4-cü kursun ilk semestreni H. Z. Tağıyevin vəsaiti ilə oxuyub. 10 may 1907-ci ildə Xəlil bəy Qasımbəyova da 2848 saylı arayış verilib ki, o İnstitutun mexanika bölməsinin tam elmlər kursunu bitirib və 7 may 1907-ci ildə İmtahan Komissiyası onu mühəndis-texnoloq rütbəsinə layiq görüb. X. Qasımbəyov iki il Zaqafqaziya Dəmiryolunda suçıxarma stansiyası bınasının tikintisində, İrəvan şəhərində binaların memarlıq baxımından layihələndirilməsində və başqa işlərdə çalışıb.

1907-ci ildə İrəvanın varlı sakini Hacı İbrahim oğlu Zəngiçayı üzərində su elektrik stansiyası tikilməsi təşəbbüsü ilə çıxış etmişdi. 1909-cu ildə şəhərin varlı azərbaycanlı-mühəndisi Xəlil bəy Qasımbəyov həmkarı Arşak Malxasyanla birgə qurduqları "Kooperasiya" şirkətinin adından su elektrik stansiyasının tikilməsi üçün şəhər idarəsinə müraciət etmişdilər. 1911-ci ildə İrəvandan təqribən 19 km məsafədən Gedər çayının mənbəyindən (Qırxbulaqdan) şəhərə su kəməri çəkilmişdi. Bu kəmərin çəkilməsində Abbasqulu xan İrəvanskinin də müstəsna rolu olmuşdur.

1911-ci ilin son rübündə Bakıda işləmək arzusunu bildirib və bu işdə ona Hacı Zeynalabdin Tağıyev himayə göstərib. X. Qasımbəyov 26 sentybar 1911-ci ildə Bakı şəhərinə gəlib və Krasno-krestovski (indiki Şeyx Şamil) küçəsi, ev 15-də yerləşib. X. Qasımbəyov 1 oktyabr—21 dekabr 1911-ci ildə Bakı Şəhər İdarəsinin Su kəməri tikinti şöbəsində ayda 200 manat maaşla ştatdankənar qulluqçü kimi işləyib. Şəraitin pisliyindən rəislərlə anlaşa bilməyib və 21 dekabrda Şollar sahəsindən götürülərək nisbətən önəmsiz bir işə keçirilib, daha sonra məzuniyyətə ayrılaraq işdən çıxardılıb. Şollar sahəsində işləyərkən bataqlıqda çalışdığını, şöbənin orada öz əməkdaşları üçün heç bir şərait yaratmadığını, baxımsızlıqdan xəstələndiyini, aylıq 200 manat maaşının heç nəyə çatmadığından şikayətlənib.

Bakı şəhərinin rəisinin 12 noyabr 1911-ci ildə Xəlil bəy Qasımbəyovun şəhərdə işə götürülməsinə icazə verib. X. Qasımbəyov bundan sonra 1 yanvar 1912-ci ildən aylıq 200 manat maaşla Su kəməri tikintisi şöbəsinə mühəndis götürülüb, ancaq onunla müqavilə bağlanmayıb. Bakı şəhər başcısı 17 yanvar 15 saylı əmrlə onun vəzifəsini təsdiqləyib. 10 mart 1912-ci ildə işdə çıxarılıb.

Xəlil bəy Qasımbəyov 1919-cu il oktyabrın 23-də iki körpə uşağı ilə Tiflisdə gəzintiyə çıxdığı zaman erməni çəkməçisinin arxadan atdığı atəş nəticəsində qətlə yetirilmişdir.

İrəvan Şəhər Dumasının üzvü Mixail Ter-Poğosyanın xatirələrinə görə, Fevral inqilabından sonra İrəvanda yaradılmış "Vətən və İnqilabın Xilası Komitəsi" şəhərdə hakimiyyəti ələ almışdı. Komitədə Ter-Poğosyan, İrəvan şəhər başçısı Xaçaturyan və müsəlmanlardan Xəlil adlı bir mühəndis təmsil olunurdu.İrəvan Müsəlman Milli Komitəsinin sədr əvəzi 21 noyabr 1917-ci ildə Xüsusi Zaqafqaziya Komitəsinin sədrinə 85 saylı məktub göndərərək bildirib ki, İrəvan Müsəlman Milli Komitəsinin 15 oktyabr 1917-ci il tarixli iclasında mühəndis Xəlil bəy Qasımbəyov komitənin sədri seçilib.