Eğitimini İstanbul Gedikli Küçük Zabit Mektebi’nde tamamlayan Kılıç Ali Bey, 3 Mart 1906’da astsubay olarak orduya katıldı. Görevlerinde gösterdiği başarıyla 1909’da teğmen, 17 Haziran 1915’te üsteğmen oldu. Hicaz Demiryolu Muhafızlığı sırasında Medine civarında ve Şam çevresinde görev aldı. Balkan Harbi sırasında Çatalca’da savaşan Kılıç Ali Bey, I. Dünya Savaşı’nda Çanakkale Muharebeleri’ne katıldı, yaralanınca Almanya Wiesbaden’e gönderildi. Tedavisinin ardından tekrar kıtasına dönerek Teşkilat-ı Mahsusa ve Azerbaycan İslam Ordusu’nda görev aldı.
Mütarekeden sonra İstanbul’a dönen Kılıç Ali Bey, 2 Nisan 1919’da ordudan istifa etti. Aynı yıl iki subay arkadaşıyla Mustafa Kemal Paşa’ya ulaşarak ülkenin kurtuluş mücadelesine katıldı. 21 Ekim 1919’da Mustafa Kemal Paşa tarafından Maraş ve Antep havalisinin Kuvva-i Milliye Komutanı olarak atandı. 2 Kasım 1919’da Elbistan’a hareket eden Kılıç Ali Bey, kısa süre içinde topladığı kuvvetlerle Maraş’ı Fransız işgalinden kurtardı ve Gaziantep’e girerek savunma hatlarını organize etti.
Kılıç Ali Bey, TBMM’nin I. Dönemi seçimlerinde 4 Mayıs 1920’de Antep mebusu seçildi. Antep’teki Fransızlarla mücadelenin kritik durumunu Mustafa Kemal Paşa’ya telgrafla bildirdi ve Meclis tarafından kendisine süreksiz izin verildi. Yozgat’ta çıkan ayaklanmayı bastırmak için 1 Haziran 1920’de bölgeye giderek isyanı Çerkez Ethem’in aldığı tedbirlerle sonlandırdı. 25 Temmuz 1920’de Meclis’e katıldı ve 22 Temmuz 1922’ye kadar Ankara İstiklal Mahkemesi üyeliği yaptı. Sert tavırları nedeniyle Mahkeme’nin en korkulan üyelerinden biri olarak bilindi.
II. Dönemde Gaziantep mebusu olarak Milli Savunma Komisyonu’nda görev aldı. 7 Mart 1925’te tekrar Ankara İstiklal Mahkemesi üyeliğine seçildi. Bu dönemde Terakkiperver Fırka’nın kapatılması, suikast girişimleri ve diğer davalarda mahkeme görevini yürüttü. III., IV. ve V. Dönemlerde kesintisiz olarak 1920-1939 yılları arasında TBMM’de yer aldı. Mustafa Kemal tarafından kendisine 1934 yılında “Kılıç” soyadı verildi ve 23 Mart 1925’te kırmızı-yeşil şeritli İstiklal Madalyası ile ödüllendirildi.
Cumhuriyetin ilk yıllarında çeşitli bankaların ve sanayi kuruluşlarının yönetim kurullarında görev aldı. Bunlar arasında Türkiye İş Bankası, Türkiye Şişe Cam Fabrikası ve Beşiktaş Jimnastik Kulübü yer almaktadır. 1961 yılında Yeni Türkiye Partisi’nden aday olduysa da seçilemedi. Kılıç Ali Bey, 14 Temmuz 1971’de İstanbul’da vefat etti ve Zincirlikuyu Mezarlığı’na defnedildi. Evli ve dört çocuk babasıydı.
Kılıç Ali Bey’in hayatı, Milliyet gazetesinde yayınlanan ve kitaplaştırılan siyasi hatıralarının yanı sıra, “Atatürk’ün Hususiyetleri” ve “İstiklal Mahkemesi Hatıraları” adlı iki eseriyle de günümüze aktarılmıştır.
