وی تحصیلات خود را در مدرسه سپهسالار سپری کرد و علم نجوم را نزد استاد حاج محمد مهدی منجّم باشی فرا گرفت.
او سال‌ها مدرس علوم معقول بوده و در ریاضیات عالیه تخصص داشت. در سال 1310 امتیاز [گاهنامه] را گرفت و مجموعه مقالات زیادی نوشت و به تصحیح و چاپ بعضی از متون همّت نمود و آثار نسبتاً زیادی از خویش بجای گذاشته است.
وی بین سال‌های 1313 تا 1325 جهت تکمیل تحصیلات خود به اروپا رفت که در زمان برگشت به ترتیب مشاغل مختلف زیر را عهده‌دار گردید:
- وزیر، مشاور و معاون نخست وزیر، وزیر پست و تلگراف، نماینده ایران در کنفرانس بین المللی رادیو، نماینده ایران در کنفرانس کار ژنو، نایب التولیه آستان قدس، استاندار خراسان و وزیر مختار ایران در بلژیک.
سید جلال الدین تهرانی همچنین ناظر طبع و نشر پول در بانک مرکزی بود و در دوره‌های متعدّد سناتور بوده است.
علاوه بر آن مدتی عضو فرهنگستان بین‌المللی تاریخ علوم و نجوم و منجم رصدخانه سلطنتی بلژیک و محقق دارالعلم بروکسل و عضو مؤسس و دائمی انجمن نجومی فرانسه و عضو انجمن دولتی تاریخ علوم بلژیک نیز به حساب می‌آمد.
وی بین سال‌های 1330 تا 1331 و سال 1340 تا 1342 شمسی نیابت تولیت و استاندار خراسان بوده است. توسعه و تکمیل باغ ملک آباد مشهد از سعی و تلاش ایشان بوده است و همچنین وی طبع شعر داشت.
در سال 1355 دانشگاه بروکسل با وی قراردادی تنظیم و امضا کرد که تاریخ و سیر تحول نجوم را در مشرق زمین تدوین کند و برای انجام این امر علمی به اروپا رفت.
سید جلال الدین تهرانی با رفتن محمد رضا پهلوی از ایران در سال 1357 رئیس شورای سلطنت شد و طی ملاقاتی که با حضرت امام خمینی (ره) در پاریس داشت از مقام خود استعفاء داد.
سرانجام در سن 88 سالگی در سال 1366 شمسی در منزل مسکونی‌اش واقع در شانزه لیزه اقامتگاه وارن فوت کرد. وی در زمانش فوتش فرزندی نداشت و همسرش در قید حیات نبود.
جسد سید جلال الدین تهرانی در سال 1370 (شهریور ماه) به ایران منتقل و در مهر ماه همان سال در کنار مقبره خانوادگی‌اش در حرم مطهر امام رضا (ع) حد فاصل دارالحفاظ و دارالسیاده به خاک سپرده شد.
سیدجلال الدین تهرانی منزل خود را در سه راه امین حضور تهران و کتابخانه و قسمتی از اشیاء نجوم و تمامی اثاثیه و اجناس عتقیه خود را وقف آستان مقدس رضوی کرد و برخی از ابزارآلات اخترشناسی متعلق به خود را به دانشگاه تهران اهدا نمود.
از وی حدود 380 جلد نسخه خطی به جای مانده که وقف کتابخانه آستان قدس رضوی شده است.
وی مردی فاضل و دانشمند بود. علاوه بر تبحر در علوم مختلف شاعر و خطاط بود و به جمع‌آوری عتیقه و کتب خطی علاقه وافری داشت. پس از مرگ وی، بر اساس وصیتنامه، کلیه اموال از جمله منزل مسکونی‌اش در سه راه امین حضور، عتیقه‌ها، کتب خطی و رصدخانه تحویل آستان قدس رضوی شد.
برخی از آثار سیدجلال الدین تهرانی:
- گاهنامه؛ چهار مقاله عروضی (تصحیح)؛الارشاد فی شرح حال صاحب بن عباد (تصحیح)؛ اصفهان نصف جهان؛ حدود العالم من المشرق الی المغرب (تصحیح)؛ محاسن اصفهان (ترجمه)؛ آثار قدیمه فارسی؛ تاریخ جهانگشای جوینی (از روی چاپ علامه محمد قزوینی، 3 ج، تصحیح)؛ فارسنامه ابن بلخی (از روی چاپ اوقاف گیب، تصحیح)؛ تاریخ قم (حسن بن محمد قمی، تصحیح)؛ هیأت (ترجمه)؛ جامع‌التواریخ (رشیدالدین فضل‌الله همدانی، ضمیمۀ گاهنامه)؛ لب‌التواریخ (یحیی بن عبداللطیف قزوینی، تصحیح)؛ تعلیمات دینی (برای مدارس).
