شهرام جلیلیان در سال 1357 در خرمشهر به دنیا آمد. دوره‌ی کارشناسی تاریخ را در سال‌های 1375 تا 1379 در دانشگاه یزد گذراند و در سال 1381 در دانشگاه شهید بهشتی، از پایان‌نامه‌ی کارشناسی ارشد خود در رشته‌ی تاریخ ایران باستان با عنوان «دیپلوماسی مادها» دفاع کرد. در همین سال در آزمون دکتری تاریخ ایران باستان دانشگاه تهران پذیرفته شد و در سال 1387 با دفاع از رساله‌ی خود با عنوان «مسأله‌ی جانشینی در دوره‌ی ساسانیان» دانش‌آموخته شد. او از سال 1383 بورسیه‌ی دانشگاه شهید چمران اهواز بوده است و از 1387 در گروه تاریخ دانشکده‌ی ادبیات و علوم انسانی این دانشگاه، به‌‍‌‌عنوان عضو هیئت علمی همکاری دارند. وی در سال 1392 به مرتبه‌ی دانشیاری و در 1397 به مرتبه‌ی استادی تاریخ ایران باستان رسید. زمینه‌ی مطالعاتی و تدریس او، تاریخ ایران باستان، به‌ویژه دوره‌ی ساسانیان است.