ولد سنة 1820 في قرية بجبال القوقاز وكل ما يعرفه عن نفسه أنه عبد مملوك ينتمي إلى قبيلة أباظه ببلاد الشركس بالجنوب الغربي من جبال القوقاز وأن والده توفي في إحدى الوقائع العثمانية ضد روسيا، فأسر وهو طفل على اثر غارة، ثم بيع في سوق العبيد بإسطنبول، فتربى في بيت نقيب الأشراف تحسين بك، وانتهى به المطاف إلى قصر باي تونس عندما اشتراه رجال الباي من سيده، وجيء بخير الدين إلى تونس وهو في السابعة عشر من عمره سنة 1837، وأصبح مملوكا لأحمد باشا باي الذي قربه وحرص على تربيته وتعليمه. ولحدة ذهنه أقبل على تحصيل الفنون العسكرية والسياسية والتاريخ. عين مشرفاً على مكتب العلوم الحربية. اتضحت خصاله الحربية جلية وفاز بالمراتب العسكرية عن جدارة فولاه أحمد باي أميرا للواء الخيالة سنة 1849.

سافر خير الدين التونسي إلى باريس سنة (1269هـ = 1853م) بتكليف من "أحمد الباي" لمقاضاة ملتزم الضرائب السابق "محمود بن عياد" الذي اختلس أموال الدولة، وفَرَّ بها إلى فرنسا. نجح في استعادة 24 مليون فرنك وردها إلى خزانة الدولة. عُيِّن في (1857م) وزيرًا للبحر، وظل في هذا المنصب مدى سبع سنوات متواصلة أجرى خلالها المزيد من الإصلاحات مثل تحسين ميناء حلق الوادي. أيد "محمد الباي" حين أصدر "عهد الأمان" الذي ضمن لجميع سكان تونس المساواة، وعُيِّنَ رئيسًا للمجلس الأكبر.

نشب خلاف بينه وبين الوزير "مصطفى الخزندار" لرفضه ممارسات الوزير المالية بالاستدانة من المرابين، فاستقال من منصبه في 1862. استغرقت فترة انقطاعه سبع سنوات تأمل فيها الأوضاع وكتب كتابه الشهير "أقوم المسالك في معرفة أحوال الممالك" عام 1868 والذي شرح فيه أوضاع المسلمين وحاجتهم إلى الإصلاح.

في عام 1869 أُختير رئيسًا للجنة المراقبة المالية لإنقاذ تونس من الإفلاس. ثم أُسند إليه منصب الوزير الأكبر (رئيس الوزراء) في أكتوبر 1873، ودامت فترته نحو أربعة أعوام نهض خلالها بالبلاد، وبعث فيها روحًا جديدة وأصلح كثيرًا من شؤونها.

بعد استقالته مرة أخرى بتأثير الوشايات، طلبه السلطان العثماني عبد الحميد الثاني للإصلاح، وعيَّنه "صدرًا أعظم" في ديسمبر 1878. عمل في ظروف بالغة الحرج إثر الحرب مع روسيا. استقال عام 1879 لرفض خططه الإصلاحية وتوفي هناك سنة 1890. في مارس 1968 نُقل رفاته إلى تونس.