21 Mayıs 1947 tarihinde Bregenz, Avusturya'da doğmuştur. Ailesi çok küçük yaşlarda Türkiye'ye göç etmiştir. Ankara Atatürk Lisesi'nden mezun olduktan sonra  Ankara Üniversitesi Siyasal Bilgiler Fakültesi ve Ankara Üniversitesi Dil ve Tarih-Coğrafya Fakültesi'nden mezun olmuştur. Halil İnalcık hocalarından biri olmuştur. Yine Halil İnacık ile birlikte Chicago Üniversitesi'nde yüksek lisans yapmıştır. Viyana Üniversitesi Slavistik ve Orientalistik Bölümü'nü de bitirmiştir.

1974 yılında Ankara Siyasal Bilgiler Fakültesi'nde 1974 yılında doktor ünvanını almıştır. 1979 yılında "Osmanlı İmparatorluğunda Alman Nüfuzu" adlı teziyle doçent olmuştur. 1982 yılında okuldan ayrılmış, Tunus, Roma, Princeton ve pek çok ünlü üniversitede öğretim üyeliği yapmıştır. 1989 yılında profesör ünvanıyla Türkiye'de akademisyenlik yapmaya başlamıştır. 2002 yılında Galatasaray, 2004 yılında Bilkent Üniversitesi'nde dersler vermiştir. Galatasaray Üniversitesi Hukuk Fakültesi Hukuk Tarihi anabilim dalı başkanl olmuştur. 2005 yılında Topkapı Sarayı Müzesi başkanı olmuştur. Aynı zamanda Milli Saraylar Bilim Kurulu Başkanı olmuştur. Yazdığı makale ve çalışmalar tüm dünyada çeşitli yayınlanmıştır.

İlber Ortaylı üst seviye Fransızca, Rusça, Almanca, İngilizce, İtalyanca bilmektedir. Arapça, Latince, Yunaca, Kırım Tatarca, Slovakça, Romence, Sırpça, Hırvatça, Boşnakça, Arapça, Farsça, İbranice orta seviyede bildiği dillerdir. Avrupa İran Tetkikleri Cemiyeti üyesi olup, aynı zamanda Uluslararası Osmanlı Etüdleri Komitesi Başkan yardımcısıdır. 2012 yılında yaşına bağlı emekli olmuştur. 2004 yılında TRT'de İlber Ortaylı İle adlı belgeseli yapmıştır. 2009 yılında NTV kanalında  "İlber Ortaylı ile Tarih Dersleri" ve Murat Bardakçı 'nın hazırlayıp sunduğu Habertürk akanalında yayınlanan Tarihin Arka Odası adlı programa zaman zaman katılmıştır.2011 yılında Bloomberg HT kanalında  "İlber Ortaylı ile Zaman Kaybolmaz" programını yapmıştor. 2012 yılında Mehmet Barlas ile Her Zaman adlı programı yapmıştır.