Юлай Шамильоглу получил диплом бакалавра в Языках Ближнего Востока и культурах в Колумбийском колледже в 1979 году, также докторскую степень в Истории Ближнего Востока и Центральной Азии в Колумбийском университете в 1986 году.

Юлай Шамильоглу преподавал в Университете Индианы (1983-1989) и в Университете Висконсин-Мэдисон (1989-2017), где он был профессором тюркских и центрально-евразийских исследований. Он также был председателем Программы изучения Центральной Азии и Программы исследований Ближнего Востока в Университете Висконсин-Мэдисон, где также руководил Летним институтом Центральной Евразии (2011-2017 гг.). Он также был президентом Американской ассоциации учителей тюркских языков (2003-2017).

С 2017 года Юлай Шамильоглу является профессором и заведующим кафедрой Казахского языка и тюркских исследований в Назарбаев университете в Астане, Казахстан.

Его основные исследовательские интересы включают в себя историю тюркских языков и культур Среднего Востока и Центральной Евразии, социально-экономическую историю Ближнего Востока и Центральной Евразии в средневековье, историю тюрко-исламской цивилизации и современные интеллектуальные движения среди мусульманских тюркских народов Османской и Российской империй.

С конца 1980-х годов профессор Шамильоглу также интересуется ролью Черной смерти (14 в.) в истории средневековой Центральной Евразии, особенно ее роль в истории Золотой Орды и других государств Монгольской мировой империи, включая влияние чумы на историю литературных языков, религиозность и письменные памятники. Совсем недавно он также начал работать над Чумой во времена Юстиниана (6-8 вв.) в центрально-евразийской истории.