ولد خليل مرسي يوم 21 أيلول/سبتمبر عام 1946، ودرس في كلية الزراعة وبعدها إلتحق بالمعهد العالي للفنون المسرحية، وبسبب تفوقه الدراسي حصل على دراسات عليا، حتى أصبح فناناً أكاديمياً، وبمجرد حصوله على الدكتوراة ترأس قسم المسرح في إحدى الجامعات المصرية الخاصة، وتتلمذ على يده العديد من نجوم الفن الشباب، الذين وصفوه بأنه معلم يمنح تلاميذه جميع خبرته الحياتية والفنية لهم.

إرتبط ظهورخليل مرسي على الشاشة بدور القاضي، بسبب ملامحه الشامخة وصوته الرخيم وأدائه التمثيلي الرائع والمحترف، وأول أدواره كقاضي كان في فيلم " الهروب من الخانكة"، مع ​نور الشريف​، وأيضا في فيلم "العقرب" مع كمال الشناوي.

وكان المحقق الأول في فيلم "احذروا هذه المرأة" مع ​نجلاء فتحي​، ومن الأدوار التي لا تنسى له، في أفلام "مهمة في تل أبيب" مع ​نادية الجندي​، "تحقيق مع مواطنة" و"حائط البطولات".

ومن الأدوار المحفورة له في أذهان المشاهد، دوره قاضياً في مسلسل "حضرة المتهم أبي"، على الرغم من أنه شارك فيه ضيف شرف، إلا أنه كان مؤثراً الى حد كبير.

ومن الأدوار المهمة في حياة خليل مرسي، كانت في مسلسل "​لن أعيش في جلباب أبي​"، مع نور الشريف.

ومن المسلسلات التي شارك فيها، نذكر منها "سقوط الخلافة"، "صدق وعده"، "الإمام الشافعي"، "الإمام المراغي"، "الطارق"، "​هارون الرشيد​"، "الإمام الطبري"، إسلام حنا، "الجماعة"، "سنوات الحب والملح" و"راجل وست ستات".

كما شاركخليل مرسيفي العديد من الأعمال السينمائية، منها "أوقات فراغ"، "حبك نار"، "مافيا"، "الساحر"، "بلية ودماغه العالية"، "إمراة هزت عرش مصر" و"الطيب والشرس والجميلة".

ومن أهم مسرحياته: "سكة السلامة"، "دستور يا أسيادنا"، "لعبة الست"، "كارمن" و"راقصة قطاع عام".

أدى خليل مرسي فريضة الحج مرتين، وأكثر من 12 عمرة، وصرّح أنه لم ير الكعبة المشرفة أمامه وظن حينها أن الله غضب منه، وقال: "انقبضت بشدة وبكيت لكن ربك سبحانه وتعالى كأنه يقول لي أنت انقبضت لأنك لم تر الكعبة، لذلك سوف أفرج عنك بدخولك حرم الكعبة من الداخل، وكانت فرصة لي أنا والفنان أحمد بدير لدخولها، حيث قابلنا شخصا يدعى أحمد شيبة وهو من قبيلة بني شيبة الذين يحملون مفاتيح الكعبة، وهو ضابط لكن كان يرتدي ملابس مدنية، فقال لنا ائتيا قبل الفجر وأنا سوف أدخلكما، وبالفعل أدخلنا من الباب الخشبي ووجدنا أنفسنا أمام الحجر الأسعد وتسلمنا الحجر الأسعد وقبلناه ثم صعدنا إلى الغرفة، وكانت الدموع تسيل منا بغزارة شديد".

عانى خليل مرسي في نهاية حياته مع زوجته، بسبب تأييدها لجماعة الإخوان المسلمين، وقال في مقابلة صحفية إن "بداية الخلاف كانت بعد أن شارك يوم 30 حزيران/يونيو في التظاهرات لإسقاط الإخوان في ميدان التحرير، فوّض الفريق أول ​عبد الفتاح السيسي​ لمحاربة الإرهاب، وهو ما تسبب في غضب زوجته منه".

وأضاف: "كانت إخوانية صارمة، وكانت تتظاهر مع المعتصمين من جماعة الإخوان في رابعة العدوية، ومات ابن شقيقها أثناء فض الاعتصام من قبل قوات الشرطة والجيش، وحدثت مشاكل كثيرة خاصة بينهما بعد ذلك، مما أدى إلى اتهامها له بأنه تسبب في قتله، لتفويضه الفريق السيسي لمحاربة الإرهاب".

توفي خليل مرسي يوم 5 أب/أغسطس عام 2014، عن عمر ناهز 68 عاماً، إثر أزمة قلبية مفاجئة.

وجمعت علاقة صداقة وطيدة بين خليل مرسي والممثل المصري محمد صبحي، ومن أشهر أعمالهما سوياً مسرحية "لعبة الست" ومسلسل "فارس بلا جواد". وخلال جنازته ظهر صبحي وهو يجلس في أحد أركان المسجد صامتاً، وإرتسمت على وجهه ملامح الصدمة بشكل كبير، ورفض التحدث الى وسائل الإعلام.