İlber Ortaylı, 21 Mayıs 1947 tarihinde Avusturya Bregenz'de bir göçmen kampında Kırım Tatarı bir ailenin çocuğu olarak doğmuştur.
Annesi Şefika Hanım, babası Kemal Ortaylı'dır. 1949 yılında 2 yaşındayken ailesiyle birlikte İstanbul'a taşındılar. Sonra taşındıkları Ankara'da etlik ilkokulunda okudu. Almanca öğrenmesi için kaydettirildiği İstanbul Avusturya Lisesi'nde hazırlık ve ortaokul birinci sınıfı okuduktan sonra Ankara Atatürk Lisesi'ne geçti. Atatürk Lisesi'nden 1965 yılında mezun oldu. Annesi, Dil ve Tarih Coğrafya Fakültesi Rus Dili ve Edebiyatı Bölümü'nde görev alan İlber Ortaylı, Rusça'yı, Rusya tarihini ve edebiyatını annesinden öğrendi.
Ankara Üniversitesi Siyasal Bilgiler Fakültesi (1969) ile Ankara Üniversitesi Dil Tarih Coğrafya Fakültesi Tarih Bölümü'nü bitirdi. Viyana Üniversitesi Slavistik ve Orientalistik Bölümü'nde öğrenim gördü. Chicago Üniversitesi'nde master çalışmasını Prof. Halil İnalcık ile yaptı. "Tanzimat Sonrası Mahalli İdareler" adlı tezi ile 1974 yılında doktor, "Osmanlı İmparatorluğu'nda Alman Nüfuzu" adlı çalışmasıyla 1979 yılında doçent oldu. 1982 yılında devletin akademik politikalarına tepki olarak görevinden istifa etti.
Viyana, Berlin, Paris, Princeton, Moskova'da misafir profesör olarak ders verdi, Roma, Sofya, Cambridge, Oxford ve Tunus üniversitelerinde seminerler ve konferanslar verdi. Yerli ve yabancı bilimsel dergilerde Osmanlı tarihinin 16. ve 19. yüzyılı ve Rusya tarihiye ilgili makaleler yayınladı. 1989'da Türkiye'ye dönmüş ve profesörlük yapmaya başladı.
1989-2002 yılları arasında Siyasal Bilgiler Fakültesi'nde İdare Tarihi Bilim Dalı Başkanı olarak görev yaptı ve 2002 yılında Galatasaray Üniversitesi Hukuk Fakültesi Hukuk Tarihi anabilim dalı başkanı oldu. İki yıl sonra da Bilkent Üniversitesi'ne konuk öğretim üyesi olarak görev yaptı. Galatasaray Üniversitesi Senato üyesidir. Ayrıca İlke Eğitim ve Sağlık Vakfı Kapadokya Meslek Yüksekokulu Mütevelli Heyeti üyesidir.
Rusya Federasyonu Devlet Başkanlığı Puşkin Nişanı, Avusturya Devlet Kültür Nişanı, Italia Solidariata Şövalyesi (İtalya Devlet Başkanlığı), Fransa Devlet Kültür Nişanı, Rusya Bilimler Akademisi Şarkiyat Enstitüsü Onursal Profesörü, Makedonya İlimler Akademisi Onur Üyesidir.
Televizyon üzerinde sayısız program yapmıştır.
Bazı Eserleri:
-Tanzimat'tan Sonra Mahalli İdareler (1974)
-Türkiye'de Belediyeciliğin Evrimi (İlhan Tekeli ile birlikte, 1978)
- Türkiye İdare Tarihi (1979)
- Osmanlı İmparatorluğunda Alman Nüfuzu (1980)
- Gelenekten Geleceğe (1982)
- İmparatorluğun En Uzun Yüzyılı (1983)
- Tanzimat'tan Cumhuriyet'e Yerel Yönetim Geleneği (1985)
- İstanbul'dan Sayfalar (1986)
- Studies on Ottoman Transformation (1994)
- Hukuk ve İdare Adamı Olarak Osmanlı Devletinde Kadı (1994) Türkiye İdare Tarihine Giriş (1996)
- Osmanlı Aile Yapısı (2000)
- Tarihin Sınırlarına Yolculuk (2001)
- Osmanlı İmparatorluğu'nda İktisadi ve Sosyal Değişim (2001)
- Osmanlı Mirasından Cumhuriyet Türkiye'sine (Taha Akyol ile birlikte, 2002)
- Osmanlı Barışı (2004)
- Barış Köprüleri Dünyaya Açılan Türk Okulları (2005)
- Osmanlı'yı Yeniden Keşfetmek 1 (2006)
-Son İmparatorluk Osmanlı (2006)
-Osmanlı Barışı (2007)
-Üç Kıtada Osmanlılar (2007)
-Tarihin Sınırlarına Yolculuk (2007)
-İmparatorluğun En Uzun Yüzyılı (2008) (Macarca, Yunanca, Sırpça, Makedonca ve Sırpça'ya çevrildi.)
-Tarihimiz ve Biz (2008)
-Türkiye'nin Yakın Tarihi (2010)