وی تحصیلات ابتدائی خود را در سلواد و راهنمایی و دبیرستان و دانشگاهی را در کویت به اتمام رساند. در سال ۱۹۶۷ به کویت رفت و تا زمان جنگ خلیج فارس در سال ۱۹۹۰ در آنجا ماند.
مشعل در همانجا رهبری جمعیت اسلامی فلسطینی را در دانشگاه کویت به عهده گرفت و در تأسیس ائتلاف جنبش اسلامی که با حرکت فتح در بدست گرفتن رهبری اتحادیه کل دانشجویان فلسطینی در کویت در رقابت بود، مشارکت کرد.
وی دارای مدرک لیسانس در رشته فیزیک از دانشگاه کویت است و در سال ۱۹۸۱ ازدواج کرد و دارای 7 فرزند می‌باشد. در طول اقامت خود در کویت علاوه بر خدمت به آرمان فلسطین به تدریس فیزیک نیز می‌پرداخت.
خالد مشعل یکی از بنیانگذاران جنبش مقاومت اسلامی حماس به شمار می‌آید. از بدو تأسیس جنبش حماس عضو دفتر سیاسی آن بوده و در سال ۱۹۹۶ به عنوان رئیس این دفتر انتخاب شد.
وی در ۲۵ سپتامبر ۱۹۹۷ در پایتخت اردن هدف عملیات تروریستی موساد قرار گرفت که این عملیات در پی تعقیب و دستگیری مأموران موساد توسط محافظ خالد مشعل به شکست انجامید. شیخ احمد یاسین هم در نتیجه شکست این عملیات آزاد شد.
او سال ۲۰۰۴ پس از ترور عبدالعزیز رنتیسی، به عنوان رهبر حماس برگزیده شد. آوری دیچر رئیس سابق شاباک در گفت و گو با رادیو گلگلتز، اعلام کرد که اسرائیل در اولین فرصت ممکن خالد مشعل رهبر سیاسی جنبش حماس را ترور خواهد کرد