وُلد الدكتور خالد الجلهم في دولة قطر ونشأ فيها.

حصل على بكالوريوس العلوم من جامعة الخليج العربي بالبحرين، ثم نال درجة الدكتوراه في الطب (M.D.) من نفس الجامعة عام 2002.

في عام 2016، حصل على درجة الماجستير في الإدارة الصحية من جامعة غرينتش بالمملكة المتحدة، ما دعمه بخلفية إدارية قوية إلى جانب خبرته الطبية.

أكمل لاحقا زمالة تخصصية في جراحة أورام المسالك البولية وجراحة التنظير الميكرونيفي في مستشفى جامعة هايدلبرغ بألمانيا، وعمل على تطبيق تقنيات جراحية متقدمة في عيادته في دولة قطر. 

• أخصائي جراحة المسالك البولية بمؤسسة حمد الطبية (2008).
• استشاري أول جراحة المسالك البولية بمركز قطر الدولي لجراحة المسالك البولية (2008–2015).
• استشاري أول جراحة المسالك البولية بمؤسسة حمد الطبية.
• مدير مركز الرعاية الطبية اليومية (الرعاية الخارجية) بمؤسسة حمد الطبية (2016–2023).
• أستاذ مساعد في طب المسالك البولية السريري بكلية وايل كورنيل للطب - قطر منذ 2017.
• مساعد رئيس قسم جراحة المسالك البولية بمؤسسة حمد الطبية (2018–2022).
• المدير التنفيذي لمركز الرعاية الخارجية بالمفوضية المشتركة الدولية (2019–2023).
• الرئيس التنفيذي والمدير الطبي لمركز الرعاية الطبية اليومية بمؤسسة حمد الطبية منذ نوفمبر 2023.
• رئيس الإدارة الطبية بمؤسسة حمد الطبية منذ فبراير 2025.
• عضو مؤسس في الرابطة القطرية لجراحة المسالك البولية.

• حصل على زمالة منظمة Planetree الدولية والتي منحت له تقديرا لدوره كبطل تنفيذي في قيادة وتطبيق مفهوم الرعاية الصحية المرتكزة على المريض/الفرد، ودعمه المستمر لمبادرات تعزيز جودة الخدمة الصحية المتمحورة حول احتياجات المريض.
• حاز الاعتماد الذهبي مع التميّز من مركز السيطرة على الأمراض من مؤسسة حمد الطبية وذلك اعترافا بقيادته الفعّالة لجهود المركز في مكافحة الأمراض المعدية وتطبيق بروتوكولات متقدمة لمكافحة العدوى، مما أدى إلى تحقيق المركز لمعايير الجودة العالمية في هذا المجال.
• مُنح مركز الرعاية الخارجية - خلال قيادته - شهادة التميز من اللجنة الدولية المشتركة، حيث أصبح أول منشأة في مؤسسة حمد الطبية تحصل على الاعتماد الذهبي في معايير الجودة والسلامة.
• حصل مركز الرعاية الطبية اليومية تحت قيادته على شهادة ذهبية مع مرتبة الشرف في القيادة والابتكار من منظمة Planetree، وذلك تقديرا للتميز في تطبيق نموذج الرعاية المرتكزة على الفرد وتحقيق معايير عالمية في الابتكار بمجال الخدمات الصحية المتمحورة حول المريض.

يُمارس الدكتور الجلهم رياضات وأنشطة التحمل البدنية، مثل الغوص والسباحة وركوب الدراجات والجري والمشاركة في المنافسات الثلاثية "ترايثلون"، وهو من أوائل القطريين الذين أكملوا عبور بحر المانش سباحة.

يشجع مبادرات تنمية الأنشطة الشبابية وصحة المجتمع، معتبرا أن نمط الحياة الصحي دليلٌ على التوازن بين الحياة المهنية والشخصية.

شارك في تأسيس "مركز دراجي قطر" بهدف تشجيع رياضة ركوب الدراجات الهوائية في المجتمع.

أتم بنجاح تحدي "الرجل الحديدي 70.3" في عام 2016، مما يعكس إصراره وقدرته على تحقيق الأهداف الصعبة.