قبل از فوتبالیست شدن در کنار پدرش کار می کرد کشاورزی میکرد و در پرورش ماهی به پدرش کمک می کند. به گفته اش کار کردن در زمین و کشاورزی کردن ورزیده ترش کرد.

در کنار کار در رشته کشتی نیز تمرینات زیادی انجام داده و دو سال به عنوان کشتی گیر فعالیت کرده اما علاقه ای به آن نداشت برای همین ادامه نداد.

در پاییز سال ۱۳۹۳، حوزه نظام وظیفه با ارسال فهرستی به سازمان لیگ، کارت پایان خدمت ۲۷ بازیکن فعال در فوتبال ایران را باطل کرد که در میان این اسامی، نام شجاع خلیل‌زاده نیز دیده می‌شد. اعلام شد که معافیت مربوط به کارت پایان خدمت او غیرقانونی بوده و به همین دلیل، برای انجام خدمت سربازی به تیم تراکتورسازی تبریز پیوست. 

شجاع خلیل‌زاده بین سال‌های ۱۳۸۷ تا ۱۳۸۹ در تیم فوتبال مس رفسنجان به میدان رفت و طی ۴۲ بازی رسمی موفق شد یک گل به ثمر برساند. 

سپاهان

قهرمانی در جام حذفی ۹۲-۱۳۹۱

قهرمانی در لیگ برتر ۹۴-۱۳۹۳

پرسپولیس

قهرمانی در لیگ برتر فوتبال ایران ۹۷–۱۳۹۶

قهرمانی در لیگ برتر فوتبال ایران ۹۸–۱۳۹۷

قهرمانی در جام حذفی فوتبال ایران ۹۸–۱۳۹۷

قهرمانی در سوپر جام فوتبال ایران ۱۳۹۶

قهرمانی در سوپر جام فوتبال ایران ۱۳۹۷

قهرمانی در سوپر جام فوتبال ایران ۱۳۹۸

نایب قهرمان لیگ قهرمانان آسیا ۲۰۱۸

شجاع خلیل‌زاده به همراه همسرش سارینا خلیل‌زاده صاحب یک فرزند هستند. در سال 2020، آنها صاحب دختری شدند که نام او «سِنا» است.

او به طور مرتب تصاویر خانواده‌اش را در شبکه‌های اجتماعی به اشتراک می‌گذارد و این نشان‌دهنده اهمیت بالای زندگی خانوادگی برای او است.