خلیل طالقانی، فرزند میرزا علی‌اصغر خان، سال۱۲۹۴ در طالقان که آن زمان روستا بود، به‌دنیا آمد. تحصیلات ابتدایی و دبیرستان را در تهران گذراند. سال۱۳۱۲ در امتحان پذیرش دانشجو قبول شد و بورس تحصیلی انگلیس را به‌دست آورد. طالقانی، در رشته مهندسی ساختمان با گرایش سدسازی ادامه تحصیل داد و پس از مدتی در یک شرکت پیمانکاری مشغول به‌کار شد. در سال۱۳۱۸ به ایران بازگشت و در دانشگاه تهران تدریس کرد. وی با دختر عمادالملک محسنی (کفیل وزارت فرهنگ) ازدواج کرد.
در شهریور ۱۳۲۰ ایران به اشغال متفقین در آمد. ارتش آمریکا برای انتقال تسلیحات به شوروی و مقاومت در‌برابر آلمان نازی نیازمند تاسیس کمپ و ساخت جاده در جنوب ایران بود. در این زمان، طالقانی با شرکت مهندسی ارتش آمریکا شروع به همکاری کرد. او از سال۱۳۲۵، با تاسیس یک شرکت پیمانکاری اولین کار مستقلش را در اهواز شروع کرد. به‌نظر می‌رسد طالقانی تا سال۱۳۲۹ درگیر فعالیت‌های پیمانکاری بوده‌است.
او در سال۱۳۲۹ قصد رفتن به آمریکا برای ادامه تحصیل را داشت. در همین زمان با دوست و همکلاسی خود، سیف‌الله معظمی (وزیر پست و تلگراف دکتر مصدق) دیدار کرد و به پیشنهاد وی با برادرش دکتر عبدالله معظمی (استاد حقوق و نماینده مجلس شورای ملی) ملاقات کرد. در همین زمان طرح ساخت سد گلپایگان به‌منظور مهار رودخانه‌ها آبیاری مزارع و تولید انرژی توسط وزارت کشاورزی در دولت به تصویب رسید. به پیشنهاد معظمی، طالقانی به‌عنوان مدیر فنی سد گلپایگان انتخاب شد. او برای یافتن منطقه‌ای مناسب مسافتی ۱۸کیلومتری را با اسب پیمود تا سرانجام منطقه موردنظر خود را پیدا کرد. سیمان از ترکیبات مهم سدسازی است که در آن زمان، به مقدار کمی در ایران تولید می‌شد، به‌همین‌دلیل دولتمردان آن زمان، به ساخت سد سنگی روی‌آوردند. طالقانی در هشت ماه سد را طراحی کرد.
در آن زمان مهندسان ایرانی تجربه کافی برای سدسازی نداشتند؛ به همین‌دلیل شرکت مهندسی طراحی و زراعت جاستین و کورتنی آمریکا طرح پیشنهادی طالقانی را بررسی و با اصلاحاتی ساخت سد ۵۱متری سنگی را تصویب کرد. هنگام ساختن سد یک جاده، یک تونل انحرافی و تعدادی واحد مسکونی برای کارمندان فنی احداث شد. سد گلپایگان پس از بند‌امیر (در جنوب استان فارس)، اولین سد مخزنی بود که در ایران احداث شد. با ساخت این سد، امکان کشت در ۵۵۰۰ هکتار از اراضی منطقه فراهم شد.
در زمان دولت ۲۷ ماهه مصدق، نفت ایران تحریم شد و منابع مالی دولت کاهش‌یافت، از این‌رو ساخت این سد ۶سال‌طول کشید و سرانجام در زمان وزارت منوچهر اقبال (پنج اردیبهشت ۱۳۳۶) با ظرفیت یک‌میلیون متر‌مکعب به بهره‌برداری رسید. زمانی‌که طالقانی کار طراحی سد گلپایگان (شاه‌اسماعیل) را انجام می‌داد، حسن‌علی (ضیاءالملک) فرمند (اولین وزیر کشاورزی) در فرآیند ترمیم کابینه مصدق، برکنار شد (دی ماه سال۱۳۳۰.) طالقانی به‌عنوان دومین وزیر کشاورزی در کابینه مصدق (پنج دی ۱۳۳۰ تا تیرماه ۱۳۳۲) منصوب شد، پس از حدود ۱۸ماه طالقانی با اصرار شخصی از کابینه استعفا داد و رحیم عطایی (معاون طالقانی) به‌عنوان سرپرست وزارتخانه معرفی شد. روایت منوچهر فرمانفرمائیان در مورد استعفای طالقانی به این شرح است: «مصدق بعدها فهمید طالقانی، دو دوزه بازی می‌کند و گزارش‌های هیات وزرا را در خارج به کسانی می‌دهد، پس از کابینه اخراجش کرد. او در کابینه سپهبد زاهدی وزیر شد و پاداش خود را گرفت.»
این سخن فرمانفرمائیان را هیچ‌یک از اعضای کابینه بیان نکرده‌اند؛ گرچه همکاری طالقانی به‌عنوان وزیر در کابینه کودتا بر همسویی وی با رویکرد سیاسی حکومت پهلوی می‌افزود.
