Adelbert Keller, Sohn des Stadtpfarrers Johann Jakob Keller, ging in Stuttgart zur Schule und studierte ab 1830 in Tübingen zunächst Theologie, später bei Ludwig Uhland und Moriz Rapp Neuere Philologie. Nach seinem Studium reiste er zur Erforschung von altfranzösischen Handschriften nach Paris. Ab 1835 lehrte er als Privatdozent Neuere Sprachen in Tübingen, ab 1837 war er daneben Zweiter Bibliothekar der Universitätsbibliothek. Von September 1840 bis März 1841 unternahm er auf Anraten seines Arztes eine Reise nach Italien, die er zur Erforschung von italienischen Handschriften des Mittelalters in Venedig, Florenz und Rom nutzte. Seit 1841 außerordentlicher Professor, wurde er 1844 zum ordentlichen Professor und Oberbibliothekar der Universität Tübingen ernannt. 1850 trat er von dem Bibliothekarsposten zurück und widmete sich ganz der Lehre und seinen zahlreichen Veröffentlichungen, darunter vor allem Editionen von Texten des Mittelalters sowie Übersetzungen aus dem Französischen, Provenzalischen, Spanischen, Italienischen und Englischen. 1858–1859 war er Rektor der Universität.
Ab 1849 stand der 1839 in Stuttgart gegründete Litterarische Verein unter Kellers Vorsitz. Diese Bibliophilengesellschaft hatte zahlreiche prominente und zahlungskräftige Mitglieder und konnte so die Veröffentlichung von größeren und kommerziell wenig erfolgversprechenden Editionen sicherstellen. Keller war über Jahrzehnte treibende Kraft der Bibliothek des Litterarischen Vereins in Stuttgart, die unter seiner Betreuung zu einer weltweit beachteten Veröffentlichungsreihe für Publikationen von mittelalterlichen und frühneuzeitlichen Quellentexten wurde. Innerhalb der Reihe veröffentlichte er u. a. eine monumentale Edition der Werke von Hans Sachs.
Keller legte nach dem Vorbild von SchmellersBayerischem Wörterbuch in jahrzehntelanger Forschungs- und Sammeltätigkeit die Grundlage für ein Schwäbisches Wörterbuch, das nach seinem Tod von Hermann Fischer betreut und in insgesamt sieben Bänden veröffentlicht wurde.
Adelbert von Keller war der Vater des in Freiburg, Graz und Prag lehrenden klassischen Philologen Otto Keller (1838–1927). 1852 wurde er auf Bitte von Ottilie Wildermuth Pate ihres Sohnes Hermann. Ihr Mann Johann David Wildermuth, ebenfalls in Pleidelsheim geboren, war seit seiner Kindheit mit Keller freundschaftlich verbunden. Er starb nach langer Krankheit im Alter von 70 Jahren in Tübingen.
als Hrsg.: Diocletianus Leben von Hans von Bühel. Quedlinburg/Leipzig 1841 (= Bibliothek der gesammten deutschen National-Literatur von der ältesten bis auf die neuere Zeit. Band 22).
Hermann Bausinger (Hrsg.): Zur Geschichte von Volkskunde und Mundartforschung in Württemberg. Helmut Dölker zum 60. Geburtstag (= Volksleben. Bd. 5). Tübinger Vereinigung für Volkskunde, Tübingen 1964.
Hans Blosen, Harald Pors: Rollenregister zu Adelbert von Kellers Sammlung Fastnachtspiele aus dem 15. Jahrhundert. Kuemmerle, Göppingen 1981, ISBN 3-87452-532-5.
Wilhelm Pfleiderer: Keller, Adelbert. Professor der neueren Philologie. 1812–1883. In: Hermann Haering, Otto Hohenstatt (Hrsg.): Schwäbische Lebensbilder. Bd. 1, Kohlhammer, Stuttgart 1940, S. 295–303.
Ludwig Schemann (Hrsg.): Briefwechsel Gobineaus mit Adelbert von Keller. Trübner, Straßburg 1911.
Doris Wagner (Hrsg.): Der Tübinger Philologe Karl Moritz Rapp im Briefwechsel mit Adelbert von Keller (= Jahrbuch der Johann-Andreas-Schmeller-Gesellschaft. 1993/94). Rabenstein, Bayreuth 1996, ISBN 3-928683-09-8.
Harald Weigel: Adelbert Keller und Johannes Fallati als Leiter der Tübinger Universitätsbibliothek (1844–1855) (= Contubernium. Bd. 34). Mohr, Tübingen 1988, ISBN 3-16-445313-2.