1946 yılında Adana'nın Karaisalı ilçesinin İncirgediği köyünde doğdu (İncirgediği 1993 yılında Mersin ilinin Tarsus ilçesine bağlandı). İlkokulu köyünde bitirdikten sonra Düziçi İlköğretmen Okuluna girdi. 1964–1965 öğretim yılında Düziçi İlköğretmen Okulundan mezun oldu. Çeşitli illerde öğretmenlik, Halk Eğitimi Merkezi Müdür, Müdür Yardımcılığı görevlerinde bulundu. 1973–1975 yıllarında Çukurova Radyosunun açmış olduğu saz sanatçılığı sınavlarını kazandı. 1984'de Çukurova Üniversitesine Müzik Uzmanı olarak atandı. Çukurova Üniversitesi Güzel Sanatlar Bölümünde Halk Müziği ve Bağlama Dersleri Öğretim Görevlisi, Kültür Sanat Merkezi Müdürlüğü yaptı. 1990 yılında Kültür Bakanlığı Şanlıurfa Devlet Türk Halk Müziği Korosuna Kurucu Şef olarak atandı. 1993 yılında Ankara'ya alınan Dr. Atılgan koro şefliğinin yanında Kültür Bakanlığı Halk Kültürlerini Araştırma ve Geliştirme Genel Müdürlüğünde (HAGEM) müzik danışmanlığı, repertuvar kurulu başkanlığı görevlerinde bulundu. Zaman içinde Anadolu Üniversitesi AÖF'nin İktisat Bölümünü bitirdi.
Adana Valiliği adına yaptığı Geçmişten Günümüze Çukurova Türküleri kaset setinde yörenin özellikli türkülerini beş kasette toplayarak Türk kültür tarihinde bir ilki gerçekleştirdi. Değişik illerde çeşitli görevlerde bulunan Dr. Atılgan; İçel, Yozgat, Adana, Gaziantep, Kıbrıs, Hatay, Muğla, Niğde, Tarsus, Şanlıurfa, Osmaniye, Mersin illerinde folklor derlemeleri yaptı. Derlediği türküleri TRT, TV programlarında kitaplarında yayımladı. Folklorla ilgili araştırmalarını ise; Sivas Folkloru, Türk Folkloru, Anadolu Folkloru, Erciyes, Karaisalı, Güneyde Kültür, İçel Kültürü, Ozan, Türkiye İş Bankası Kültür Sanat, Tarla, Güney Su, Folklor Edebiyat, Ana Yurttan Ata Yurda Türk Dünyası, Ceyhan, Çağrı, Maki, Harran, Türksoy, Çukurova Lobisi, Size, Yörtürk, Turunç, Ardıç Kuşu, Türksözü, Folklar, Türk Yurdu, Düziçi, Işınsu, Türküg, Şehir, Alkış dergilerinde, Karaisalı, Sonsöz, Yeniçağ, Adana Ekspres gazetelerinde Aralık 2021 itibariyle 205 makalesi yayımladı.
TRT Çukurova Radyosunda yapımı gerçekleşen Dilde Telde Çukurova, Dadaloğlu Karacaoğlan Yurdundan, Yöremiz Folklorundan programlarının yapılmasında çeşitli katkılar sağlayarak, folklor ve halk müziği konularında konuşmalar yaptı. Üniversitelerde müzikle ilgili konferanslar verdi. TRT, özel televizyon ve radyolara Dilde Telde Anadolu, Ezgi Kervanı, Sanatçı Politikacılar, Kültür Kürsüsü, Anadolu'nun Dili, Türkü Deryasında Bir Damla programlarını hazırlayıp sundu. Yaklaşık 300'e yakın Türk halk ezgisini derleyen, notaya alan Atılgan, bu ezgileri TRT, TV'nin çeşitli programlarında çaldı okudu. Çoğunluğunu Çukurova türkülerinin oluşturduğu yaklaşık 100'e yakın halk ezgisini de TRT repertuvarına kazandırdı. Şefliğini yaptığı halk müziği korolarıyla yurdun çeşitli bölgelerinde konserler veren Halil Atılgan milli ve milletler arası folklor, müzik, halk edebiyatı ve halk oyunları dalında kongre, bilgi şöleni ve seminerlere katılarak Aralık 2020 itibariyle 54 tebliğ sundu. Türk kültürüne hizmetlerinden ötürü 3 Ocak 2004 tarihinde Azerbaycan Vektör İlimler Merkezinden doktora aldı. MESAM- İLESAM- Türk Folklor Araştırmaları Kurumu üyesi olan Dr. Halil Atılgan şiirlerden ve türkülerden hareket ederek sahneye koyduğu Kurtuluş Savaşı Destanı, Türkülerin Dili, Türkülerde Ana, Sevelim Sevilelim, Urfa Kurtuluş Savaşı Destanı müzikal programlarıyla halk müziğine değişik bir sunum kazandırdı. Kültür ve Turizm Bakanlığı Güzel Sanatlar Genel Müdürlüğünden 01 Ocak 2010 tarihinde Devlet Türk Halk Müziği Korosu Şefi olarak emekliye ayrıldı. Dr. Atılgan Türk kültürüne hizmetlerinden dolayı çeşitli kurum ve kuruluşlarca Aralık 2021 itibariyle 17 kez ödüle layık görüldü, geçmişten günümüze 34 kitabı yayımlandı. 2015 yılının Mayıs ayında Tarsus'un İncirgediği köyü – Kaşoba mezrasında Halil Atılgan Toroslar Kültür ve Sanat Evinin (Halil Atılgan Toroslar Yörük Müzesi) açılışını yaparak toplumun hizmetine sundu. Atılgan halen sanatla ilgili çalışmalarını Ankara'da sürdürmekte olup yaptığı derleme çalışmaları değerlendirmektedir.