Килби је рођен 1923. године у Грејт Бенду у Канзасу у породици Хуберта и Вине Фрејтаг Килби.[3] Оба родитеља су дипломирали на Универзитету Илиноис. Његов отац је био директор у локалном комуналном предузећу.[4] Килби је одрастао и похађао школу у Грејт Бенду у Канзасу, где је завршио средњу школу. (Путознаци на улазима у град обележавају његово време тамо, а Комонс Ареа у средњој школи Греат Бенда је названа Џек Килбијева Комонс Ареа.)
Средином 1958, Килби, новозапослени инжењер у Тексас Инструментсу (TI), још није имао право на летњи одмор. Лето је провео радећи на проблему дизајна кола који се обично назива „тиранија бројева”, и коначно је дошао до закључка да масовна производња компоненти кола у једном комаду полупроводничког материјала може да пружи решење. Он је 12. септембра представио своја открића управи компаније, међу којима је био и Марк Шепард. Показао им је комад германијума са причвршћеним осцилоскопом, притиснуо прекидач, а осцилоскоп је показао непрекидни синусни талас, доказујући да његово интегрисано коло ради, и тиме да је решио проблем.[6] Амерички патент 3,138,743[7] за „минијатуризована електронска кола”, прво интегрисано коло, поднет је 6. фебруара 1959. године.[8] Заједно са Робертом Нојсом[9] (који је самостално направио слично коло неколико месеци касније), Килби се генерално сматра коизумитељем интегрисаног кола.
Џек Килби је наставио са пионирском војном, индустријском и комерцијалном применом технологије микрочипова. Био је на челу тимова који су створили први војни систем и први рачунар који је садржао интегрисана кола. Измислио је ручни калкулатор (заједно са Џеријем Мерименом и Џејмсом Ван Таселом[10]). Он је такође био одговоран за термални штампач који се користио у раним преносивим терминалима за податке.
Године 1970, узео је одсуство из ТИ да би радио као независни проналазач. Истраживао је, између осталих предмета, употребу силицијумске технологије за генерисање електричне енергије из сунчеве светлости. Од 1978. до 1984. био је на позицији уваженог професора електротехнике на Тексашком А&М универзитету.
Године 1983, Килби се повукао из Тексас Инструментса.
Тексас Инструментс је 14. децембра 2005. године створио Историјске ТИ архиве. Породица Џек Килби поклонила је његове личне рукописе и личну колекцију фотографија Јужном методистичком универзитету (SMU). Колекција је каталогизована и похрањена у ДеГолјер библиотеци, SMU.
Године 2008, SMU техничка школа, са ДеГолјер библиотеком и Конгресном библиотеком, била је домаћин једногодишње прославе 50. годишњице рођења дигиталног доба са Килбијевим проналаском интегрисаног кола, за који је добио Нобелову награду. Симпозијуми и експонати испитивали су многе начине на које су технологија и инжењери обликовали савремени свет. Килби је имао почасни докторат наука из SMU и био је дугогодишњи сарадник SMU преко Килби фондације.
Статуа Џека Килбија стоји у Текас Инструментс плажа у кампусу Универзитета Тексас у Даласу.[12]
In 1993, he was awarded the Kyoto Prize by the Inamori Foundation. He was awarded both the Washington Award, administered by the Western Society of Engineers and the Eta Kappa Nu Vladimir Karapetoff Award in 1999. In 2000, Kilby was awarded the Nobel Prize in Physics for his breakthrough discovery, and delivered his personal view of the industry and its history in his acceptance speech. Архивирано 2008-05-29 на сајту Wayback Machine
Oral history interview with Jack S. Kilby at Charles Babbage Institute, University of Minnesota, Minneapolis. Interview covers Kilby's entire career, including his education, work experiences at Centralab, where he worked with Alfred Khouri and Robert Wolff, and Texas Instruments (TI) under Willis Adcock. Kilby discusses TI's development and manufacturing of integrated circuits. He discusses his involvement in the development of the first hand-held calculator at TI. Discusses semiconductor developments at Fairchild Corporation and his independent work after leaving TI in 1970.
Џек Килби на сајту Nobelprize.org including the Nobel Lecture on 8 December 2000 Turning Potential into Reality: The Invention of the Integrated Circuit