1929-cu ildə Borçalı Türk Pedaqoji Texnikumunu bitirmiş və həmin il Azərbaycan Dövlət Universitetinin riyaziyyat fakültəsinə daxil olmuşdur.
Z.İ. Xəlilov 1932-ci ildə Azərbaycan Dövlət Pedaqoji İnstitutunu bitirmiş və 1940-cı ilə qədər Tbilisi Dəmir Yolu Nəqliyyatı Mühəndisləri İnstitutunda dosent vəzifəsində işləmişdir.
1937-ci ildə Zahid Xəlilov Tbilisidə Riyaziyyat İnstitutunun aspiranturasına daxil olmuşdur. Onun ilk elmi rəhbəri görkəmli alim, professor Stefan Berqman, sonra akademik N.İ. Musxelişvili olmuşdur. 1940-cı ildə Tbilisidə Zahid Xəlilov "Kleb məsələsi və onun ümumiləşməsi" mövzusunda namizədlik dissertasiyası müdafiə etmişdir.
1940-cı ildə Zahid Xəlilov Azərbaycan Dövlət Universitetində işə də’vət olunmuşdur. ADU-da bir müddət dərs dedikdən sonra 1942-ci ilin yanvar ayında SSRİ EA-nın Azərbaycandakı filialının fizika sektoruna işə də’vət olunmuş, 1942-ci ilin aprel ayına qədər bu sektorun yeganə riyaziyyatçısı kimi öz ətrafına bir neçə riyaziyyatçı (elmi dərəcələri olmayan) toplayıb nəzəri fizika və riyaziyyat bölməsini təşkil etmiş və həmin bölməyə rəhbərlik ona tapşırılmışdır. 1947-ci ildə Azərbaycan EA-nın Fizika İnstitutu ilə riyaziyyat sektorları birləşdirilmiş və riyaziyyat bölməsinin rəhbəri Zahid Xəlilov tə’yin olunmuşdur. Burada nəzəri fizika, mexanika, astronomiya və riyaziyyatın bir çox sahələri Zahid müəllim və onun ətrafına cəmləşmiş iste’dadlı azərbaycanlı gənclər tərəfindən əhəmiyyətli dərəcədə inkişaf etdirilmişdir. Hal-hazırda Azərbaycan respublikasında fəaliyyət göstərən Mexanika-Riyaziyyat İnstitutunun, Şamaxı Astrofizika rəsədxanasının, nəzəri fizika bölmələrinin yaradılmasının əsası məhz həmin sektorun fəaliyyəti nəticəsində qoyulmuşdur.
1946-cı ilin iyun ayında Tbilisidə Zahid Xəlilov "Sərhəd məsələlərinin parametrdən asılılığının tədqiqi"nə həsr olunmuş doktorluq dissertasiyasını müdafiə etmiş və Azərbaycanda ilk fizika-rifaziyyat elmləri doktoru olmuşdur.
Zahid Xəlilovun doktorluq dissertasiyası və mexanikaya aid məqalələri 1950-ci illərdə ABŞ-da ingilis dilində çap olunmuşdur. Zahid Xəlilov nəinki Azərbaycanda, həm də keçmiş SSRİ-də riyaziyyatın müasir sahəsi sayılan funksional analizin yaradıcılarından biri hesab olunur. Bu sahədə keçmiş SSRİ-də ilk dərsliyin və ilk monoqrafiyanın müəllifi Zahid Xəlilov olmuşdur (1949). SSRİ EA-nın çox mö’təbər jurnalı olan "Funksional analiz və onun tərtibləri" jurnalının yaradıcılarından biri və ömrünün axırınadək onun redaksiya hey’ətinin üzvü olmuşdur. Banax cəbrində sinqulya tənliklərin həlli üçün ümumi bir metod dünya riyaziyyatında "Zahid İsmayıl oğlu Xəlilov nəzəriyyəsi" adı ilə tanınmışdır. Zahid Xəlilov rus və alman dillərində çox təmiz danışmışdır. Zahid Xəlilovun və onun rəhbərlik etdiyi məktəbin yetirmələrinin funksional analizin müxtəlif məsələlərinin həllinə həsr etdikləri işlərin aktuallığı və sanballılığı nəticəsində Bakı şəhəri bu sahənin ocağı kimi funksional analiz tədqiqatçılarının nüfuzlu mərkəzlərindən birinə çevrilmişdir. 1959-cu ildə funksional analiz üzrə Ümumittifaq Konfransı məhz Bakı şəhərində keçirilmişdir. Həmin konfransda Zahid müəllim "Banax fəzalarında operatorlu diferensial tənliklərin həllinin məhdudluğu və dayanıqlığı" adlı nəzəri-elmi problemlə mə’ruzə etmişdir ki, bu da gələcəkdə həmin istiqamətdə dünyada görüləcək işlər üçün istinad nöqtəsi olmuşdur. Zahid Xəlilov 1966-cı ildə Moskvada Ümumdünya riyaziyyatçılarının üçüncü konqresində "Operatorlu diferensial tənliklər üçün qoyulmuş müxtəlif məsələlərin həlli" mövzusunda mə’ruzə etmişdir.
Azərbaycanda riyaziyyat tarixini işıqlandıran "Böyük Azərbaycan mütəfəkkiri Məhəmməd Nəsrəddin Tusi", "Otuz ildə Azərbaycanda riyaziyyatın inkişafı", "Otuz ildə SSRİ-də riyaziyyatın inkişafı", "Məhəmməd Nəsrəddin Tusinin riyaziyyata aid işləri" adlı ilk məqalələrin müəllifi və "Azərbaycanın dahi alimi Məhəmməd Nəsrəddin Tusinin anadan olmasının 750 illiyi"nə həsr olunmuş məcmuənin də redaktoru Zahid Xəlilov olmuşdur.
Azərbaycanda riyaziyyata aid ilk dəyərli əsərlərin - "İnsanlar indiki riyaziyyata necə gəlib çatmışlar" və "Dairənin kvadraturası" kitablarının müəllifi də Zahid Xəlilovdur. Z.İ. Xəlilovdan sonra riyaziyyatda belə yüksək mə’nalı elmi-kütləvi kitablar yazılmadığından onun "İnsanlar indiki riyaziyyata necə gəlib çatmışlar" kitabının bə’zi hissələri elmi-kütləvi dərgi sayılan "Çevrə"nin 1966-cı ildə çıxan 2-ci sayında nəşr olunmuşdur. Zahid Xəlilov Azərbaycan dilində ilk riyaziyyat lüğətinin tərtibatçısı və təşkilatçısı olmuşdur.
Z.İ.Xəlilovun 72-dən çox elmi məqaləsi çap olunmuşdur.
Zahid Xəlilovun Azərbaycan elminin təşkilində böyük rolu olmuşdur. Uzun müddət Azərbaycan EA-nın Mexanika-Riyaziyyat İnstitutunun direktoru, akademik-katib, vitse-prezident və Azərbaycan EA-nın prezidenti, SSRİ Ali Sovetinin deputatı olmuşdur.
Z.İ.Xəlilov ömrünün axırına kimi keçmiş SSRİ-də həm sovet riyaziyyatçılarının, həm də sovet mexaniklərinin milli komitələrinin (yarandıqları gündən) üzvü olmuşdur. Elmin və mədəniyyətin inkişafındakı misilsiz xidmətlərinə görə, 1960-cı ildə Zahid Xəlilova "Əməkdar elm xadimi" fəxri adı verilmişdir. O, "Qırmızı Əmək Bayrağı", "Şərəf Nişanı" ordenləri və bir neçə medalla təltif olunmuşdur.
Z.İ.Xəlilov 1974-cü il fevralın 4-də 63 yaşında Bakı şəhərində vəfat etmişdir.
Allah rəhmət eləsin, Zahid Xelilov...
(Saraçlı Renar Eminov 24.10.2013)