İstanbul Kızıltoprak'ta doğdu. Ankara Gazi İlkmektebi'nde başladığı eğitiminin lise kısmını Balıkesir Muallim Mektebi'nde 1935'te tamamladı. 1939'da Dil ve Tarih-Coğrafya Fakültesi'nden mezun oldu. Aynı fakültede 1942'de doktor, 1943'te doçent ve 1952'de profesör oldu. 1972'de emekliliğinin ardından 1986 yılına kadar Amerika Birleşik Devletleri'nde Chicago Üniversitesi'nde çalıştı. 1993'te Türkiye'ye dönerek Bilkent Üniversitesi Tarih Bölümü'nü kurdu. Meslek hayatında pek çok tarihçi yetiştirdi ve birçok yüksek lisans ve doktora tezi yönetti.

Halil İnalcık tarih biliminde diğer beşerî bilimlerden fazlaca faydalanmasıyla öne çıkmıştır. Edebiyat, hukuk, sosyoloji, sosyal antropoloji, iktisat ve siyaset bilimi bunlar arasındadır. İmparatorluklar ortadan kalktıktan sonra tarih araştırmalarının devletlerin yerine sosyal hayat üzerine yapılması revaçtaydı. Bilhassa Fransa'da Annales dergisi çevresi bu konuları ele aldı. Türkiye'de de padişahlar-savaşlar ve sosyal halkın araştırılması ağırlık kazandı. Bu akım 1940'larda Ömer Lütfi Barkan ve sonra İnalcık yoluyla tarihçiliğe hâkim olmaya başlamıştır.

1950'de Paris'te Milletlerarası Tarihi Bilimler Kongresi'nde Fernand Braudel'in Akdeniz kitabıyla tanışmasının ardından Halil İnalcık çalışmalarını sosyal tarih üzerinde yoğunlaştırdı. Fransız Annales ekolüyle yakın ilgi kurup bir makaleyle Braudel'in Akdeniz tarihi içinde Osmanlı Devleti'nin ekonomik ve sosyal tarihi hakkındaki yeni bakış açısını dikkatlere sundu. Sosyoekonomik gelişmeleri Marxist teori yerine arşiv ve belge araştırmalarına dayandıran bu yeni sosyal tarih ekolü, Barkan ve İnalcık araştırmaları sayesinde Türkiye'de yerleşti. İnalcık, sosyoekonomik nazariyelere ve yorumlara ilaveten Osmanlı tarihinin belgelere dayanan objektif yaklaşım ihtiyacının olduğunu da belirtmiştir.

Bursa'da kadı sicilleri üzerinde çalışmaya başlayan İnalcık (1940-1950) bunların sosyal tarihin zengin kaynakları olduğunu ortaya koydu. Fâtih Sultan Mehmed devrine kadar uzanan Bursa sicilleri en eski Osmanlı kadılık kayıtları arasındadır. Bu defterler üzerindeki araştırmaları seri halde yayımlanmıştır.

İnalcık tarih araştırmalarında, Balkanlar üzerinde yayımladığı II. Murad'ın ilk devrinden kalma bir timar defteri neşriyatı ile çığır açtı. 1432 tarihli ve Sûret-i Defter-i Sancak-i Arvanid başlıklı bu defter, Balkanlar'da Osmanlı fetih ve yerleşiminin temel özelliklerini kaydediyordu. Balkanlar'daki ilk Osmanlı iskânı ve timarlı sipahilerle birlikte köylerin iktisadî durumuna ışık tutan yeni icmal defterleri elli sene sonra keşfedildi. Bilkent Üniversitesi'nde öğretim üyesi Evgeni Radushev'in haber vermesiyle Bulgaristan'a hurda kâğıtlar halinde satılan ve Osmanlı evrakı arasında Sofya'da muhafaza edilen XV. asrın başlarına ait tamamlayıcı defterler bu sayede ilim âlemine kazandırıldı.

Arşivdeki II. Murad ve Fâtih devri belgelerini araştırmayı sürdüren İnalcık, neşrettiği makaleleriyle Osmanlılar'ın Balkanlar'ı fethettiğinde, Balkan tarihçilerinin iddia ettikleri üzere yerli aristokrasiyi ortadan kaldırmadığını, aksine onları Osmanlı sipahi ve timar sistemi içinde askerî sınıfa dahil ettiğini gösterdi.

"How to Read Aşıkpaşazade History?" (Âşıkpaşazâde Tarihi Nasıl Okunmalı?) bunlardan biridir. Osman Gazi'nin faaliyetlerini adım adım takip ederek Osmanlı Devleti'nin kuruluşu ve Osman Gazi dönemi hakkındaki keşifleri şimdiye kadar hayli karanlık kalan bir dönemi aydınlatır. Bu dönemle ilgili olarak eski Osmanlı rivayetlerini, Bizans kaynaklarıyla karşılaştırarak, mahallinde uzun topografik tespitler yaparak, toponimi (yer adları) yardımıyla Bizans ve Osmanlı kaynaklarında geçen hisarların yerlerini bularak, tarihî bilgiler haline getirmiştir. Âşık Paşa'nın Garibnâme'sinden Türk askerî geleneğindeki alp kavramını gündeme getirerek Osman Gazi'nin askerlerinin atları, silahları ve zırhlarıyla tam bir profesyonel olduklarını, Osman Gazi'nin de onların lideri olduğunu ispatlamıştır. İnalcık, Osman Gazi'yi bir Türkmen aşiret reisi vasfından kurtarıp, bir devlet kurucusu, divanı, ordusu olan bir stratejist olarak tarih sahnesine çıkarmıştır.

İnalcık ayrıca arkeolojiyi Osmanlı'nın ilk devirlerini anlamada araç olarak kullanan ilk isimlerdendir. Eskişehir Karacahisar'da kazı çalışması başlatarak Osman Gazi'nin ilk başkentinin şehir dokusunun ortaya çıkarılmasına önayak olmuştur. Bu suretle, arkeologlar da ilk defa Osmanlı devri kazısı başlattılar. Yine Bursa'da başlattığı arkeolojik kazılarla Orhan Gazi ve Murad Hudâvendigâr devirlerine ait binaların tespitine zemin hazırlamıştır.

İnalcık, iktisat tarihine dair yaklaşımında ise Osmanlı Devleti'nin bölgesindeki fetihlerini ticarî hakimiyeti sağlamaya yönelik faaliyetler çerçevesinde ele alır. Buna göre Osmanlı'nın İran'la olan mücadelelerinde İpek yolu ticaretinin, Venedik'le olan sayısız çatışmasında ise Akdeniz ticaretinin belirleyici rolü inkâr edilemez. Onun dünya ticaret ve iktisat tarihine katkılarını ünlü iktisat teorisyeni Wallerstein da kabul etmektedir. İnalcık'ın araştırmaları yayımlanana kadar Osmanlı Devleti genelde dünya ticaretinin dışında kabul ediliyor ve pasif bir rol biçiliyordu. O, Osmanlı Devleti'ni dünya ticaretinin bir parçası olarak Hindistan ile Avrupa arasındaki eksene oturtmuştur.

Sosyolojiye ayrı bir önem veren İnalcık, bilhassa Ziya Gökalp sosyolojisini araştırmıştır. Encyclopedia of Social Science için "Ziya Gökalp" maddesinin yazılmasının talep edilmesi üzerine başladığı araştırmalarını daha sonra Doğu Batı dergisinde özetlemiştir.

Gökalp sosyolojisini diğer ekollerle karşılaştırdıktan sonra Alman sosyolog Max Weber'in Osmanlı Devleti yapısı üzerindeki değerlendirmelerini eleştirmiştir. Weber tarihçi olmadığından ve hayli noksan eserler kullandığından, onun teorilerinde pek çok hata görmüştür. Weber'in Osmanlı Devleti'ni bütün Doğu toplumları gibi despotizm sınıfında değerlendirerek ordu kuvvetiyle keyfî idareye dayanan sultanlık kategorisine koymasını kabul etmez. Hükümdarın da uymak mecburiyetinde bulunduğu İslamî şartlar, hukuk sistemi ve kanunnameler olduğunu ortaya koyarak Weber'in tasnifini reddeder.

İnalcık kitap ve makalelerinin yanında, zor kaynakları geniş açıklamalarla yayıma hazırlamıştır. Kânûnnâme-i Sultânî ber Mûceb-i Örf-i Osmânî, Adâletnâmeler, Sûret-i Defter-i Sancak-i Arvanid, The Customs Register of Caffa (1487-1490) ve The Survey of Istanbul (1455) bunlar arasındadır.

Yazdığı uzun makaleler ve geniş ansiklopedi maddeleri, ana çerçevesini belirlediği büyük eserlerin parçalarıydı. Son yıllarda yayımlanan eserleri, akademideki yetmiş beş yıllık emeğinin mahsulüdür. An Economic and Social History of the Ottoman Empire, Türkiye Tekstil Tarihi Üzerine Araştırmalar, Has Bağçede Ayş u Tarab ve Devlet-i Aliyye (beş cilt) seneler içinde ilmek ilmek örülmüştür.

1998 yılından itibaren kırk ciltten fazla eser basılan, Brill Yayınevi'nin (Leiden) neşrettiği The Ottoman Empire and its Heritage serisinin Suraiya Faroqhi ile başeditörlüğünü yürütmüşlerdir. Başeditörü olduğu Osmanlı Uygarlığı (Ottoman Civilization) (2001) adlı iki ciltlik eser yine onun Osmanlı kültürü ve medeniyeti alanındaki kıymetli hizmetleri arasındadır.

Osmanlı hukuku, Osmanlı toprak sistemi, Osmanlı ticaret tarihi, Osmanlı şehir tarihi, tekstil tarihi yayınları, eski bilgileri değiştirmiştir. Elli senelik araştırmaları, beyliğin ilk dönemine ait Osmanlı tarihi kronolojisini tashih eder. Bu mesaisi, Bizans tarihine dair bilinenlere yeni ilaveler getirir. Karmakarışık bilgi ve efsane yumağı halindeki Aşıkpaşazâde Tarihi'ni esas alarak, beyliğin Fâtih'e kadarki 150 senesini âdeta yeniden inşa etmiştir.

Uluslararası akademi, Halil İnalcık'ın titiz ve dikkatli araştırmalarına kayıtsız kalmamıştır. Atina, Kudüs İbrânî, Bükreş, Sofya, Kırgızistan üniversiteleri başta olmak üzere yirmi iki üniversite senatosu tarafından kendisine fahrî doktora payesi tevcih etmiştir. The Royal Historical Society (Londra) muhabir üyelik, The Royal Asiatic Society (Londra) şeref üyeliği, L'école des hautes études en sciences sociales (Paris) ziyaretçi direktörlüğü, American Academy of Arts and Sciences üyeliği, Srpska Akademija Nauka i Umetnost (Sırbistan Bilim ve Sanat Akademisi/Belgrad) üyeliği, Middle East Studies Association şeref üyeliği, American Historical Association şeref üyeliği, Institutul de Istorie Nicolae Iorga (Nicolae Iorga Tarih Enstitüsü/Bükreş) şeref üyeliği, The British Academy muhabir üyeliği, onun uluslararası alanlarda akademik kabul gördüğünün delilleridir. Ayrıca başta T.C. Cumhurbaşkanlığı (Kültür ve Sanat büyük ödülü, 2004) olmak üzere pek çok ülke ve kuruluş tarafından da ödül ve madalya ile taltif edilmiştir.

Balıkesir Necatibey Muallim Mektebi'nden mezuniyeti Halil İnalcık'a farklı bir nosyon kazandırmıştır. Kendisi zaman içinde akademik olarak ilerlerken, meslek hayatında öğretmenlik vasfını daima önde tutmuştur. Çok ileri yaşlarda dahi tez danışmanlığını yaptığı talebelerinden hiçbir bilgiyi, kaynağı ve arşiv malzemesini esirgememiştir. Bazı hocaların, ileride kendisinin çalışacağı konulara dair topladıkları malzemeleri itinayla sakladıkları bilinmektedir. Pek çoğu da bunları değerlendiremeden vefat etmiştir. İnalcık'ta ise bunun tam tersi bir davranış görülür. Çok farklı konularda çalıştığı için, araştırmalarına dair topladığı malzemeleri sürekli talebelerine vermiştir. Bu sayede arşiv malzemesini kolaylıkla elde eden talebeleri, hızla tez konularındaki ikinci el kaynaklara yoğunlaşmıştır.

Bu hususta öğretici mahiyetteki seminerleri ayrı bir önem taşır. Hocaların çoğu yüksek lisans ve doktora derslerinde konuları dağıtıp talebelerin ödevlerini sunum yapmalarını beklerken, o farklı bir usul takip eder. Seminerde okunan arşiv malzemesinde geçen bütün terim ve tabirleri teferruatıyla izah eder. Osmanlı idarî mekanizmasının tam olarak anlaşılması için vesikada geçen askerî ve bürokratik her bir idarî kadronun, vergi çeşitlerinin, hukuk sisteminin işleyişini anlatır. Bilinmeyen Arapça ve Farsça kelimeleri ilgili lügatlara baktırarak bizzat gösterir. Bu inceleme o kadar hassasiyetle yapılırdı ki, üç saatlik bir seminerde sadece bir paragraf vesika okunabilirdi. Hatta yirmi sayfalık Kanûnî Kanunnamesi'nin okunması bu usulle beş sene sürmüştür. İnalcık'ın seminerlerini takip edenlerin çoğu devam mecburiyetini tamamlamış eski talebeleridir. Böylece sene sonuna kadar takipçiler ilgili bahisteki bütün meseleler hakkında bilgi sahibi olurlardı. Bu öğretim modeli Dil ve Tarih-Coğrafya Fakültesi'nde Mehmet Fuat Köprülü ile Londra'daki P. Wittek'in seminerlerinin devamı mahiyetindedir.

İnalcık'ın seminer metodolojisinden faydalanan dünyanın her tarafındaki talebeleri bu ekolü kendi derslerinde devam ettirmektedir. Kaynak kullanımı, kaynakların tenkidi, mukayeseli araştırma, kanun koyucunun asıl maksadı gibi hususlarda, adı konulmasa da üniversitelerin tarih bölümlerinde İnalcık ekolü yerleşmiştir denilebilir.

Eserleri dikkatle incelendiğinde, İnalcık'ın yetmiş beş yıllık akademik hayatı boyunca asıl yapmak istediğinin, Osmanlı tarihinin kronolojik akışının ve müesseselerinin tam ve doğru biçimde algılanmasını sağlamak olduğu görülecektir. Halil İnalcık 25 Temmuz 2016 tarihinde 100 yaşında aramızdan ayrılmıştır.