بنا بر اعلام پایگاه اطلاعرسانی ریاست جمهوری، صادق خلیلیان دارای مدرک کارشناسی خاکشناسی از دانشگاه شهید چمران اهواز و همچنین کارشناسی ارشد اقتصاد کشاورزی و دکترای اقتصاد منابع طبیعی از دانشگاه تربیت مدرس است.
از سوابق مدیریتی و اجرایی خلیلیان می توان به معاون برنامه ریزی و امور اقتصادی وزارت جهاد کشاورزی و عضو شورای بیمه مرکزی کشور به عنوان نماینده این وزارتخانه در دولت نهم و نیز وزیر جهاد کشاورزی و عضو شورای پول و اعتبار در دولت دهم اشاره کرد.