حصل على البكالوريوس الخاصة في الرياضيات بامتياز من جامعة عين شمس في القاهرة عام 1953، والدكتوراة في الفيزياء الرياضية من جامعة لندن بالمملكة المتحدة عام 1958. امتدت مسيرته الأكاديمية نحو خمسين عامًا، تَدرَّج خلالها في الرتب الأكاديمية حتى أصبح أستاذًا منذ عام 1973. قام بتدريس الفيزياء النظرية في جامعات عين شمس والجامعة الأمريكية بالقاهرة، وجامعة الكويت، وجامعة الملك عبدالعزيز في جدَّة، كما أشرف على العديد من طلاب الدكتوراة وأنشأ وحدة بحوث الفيزياء الذرية النظرية عام 1964، ووحدة استخدام الوسائط المتعددة في طرق تدريس الفيزياء عام 1995، كما قاد فريقاً بحثياً للكشف عن الآثار باستخدام التقانات المتقدِّمة، وتَمكَّن من اكتشاف فجوات في تمثال “أبي الهول”. رأس الفريق البحثي لمشروع اليونسكو لبرمجيات تعليم الفيزياء في الجامعات العربية. وكان أستاذ الفيزياء غير المتفرِّغ في كلية العلوم في جامعة عين شمس.
أدرك البروفيسور موسى منذ وقت مُبكِّر أَهمِّية الدراسات الحاسوبية في خدمة اللغة العربية. وكانت له إسهامات رائدة في توظيف الحاسب الآلي في خدمة هذه اللغة منذ وقت مُبكِّر من ظهور الحوسبة وعلومها؛ فَتحقَّق له بذلك فضل الريادة في هذا المجال، وأصبحت أعماله مثلاً يُحتذَى به منذ سبعينيات القرن الميلادي الماضي. نُشِر له نحو سبعين بحثاً علمياً في مجال تَخصُّصه وشارك في العديد من المؤتمرات المحلية والإقليمية والعالمية. كما نُشر له عدة بحوث وخمسة كتب في اللغويات الحاسوبية، في طليعتها: “ألفاظ القرآن الكريم – دراسة عملية تكنولوجية” الذي ضَمَّنه العديد من الأرقام والإحصاءات والجداول، ومنها إحصاء ألفاظ القرآن وفقاً للحرف الأول منها وعدد حروفها، وإحصاء أسماء الأعلام والأقوام والأماكن، وإحصاءات الألفاظ المشتقة من جذور ثلاثية وغير ثلاثية، وإحصاءات لفظ الجلالة وأسماء الله الحسنى؛ وبَيَّن من خلال كتابه نماذج من الإعجاز البلاغي المذهل في القرآن الكريم.
أجرى البروفيسور علي حلمي موسى دراسات إحصائية عديدة أخرى باستخدام الحاسوب لجذور معجم الصِّحاح، وجذور مفردات اللغة العربية، منها: “الجذور الثُلاثية” “الجذور غير الثُلاثية”، “جذور معجم تاج العروس”، و”جذور معجم لسان العرب”. شملت إسهاماته في المؤتمرات الدولية عدداً من الموضوعات المهمة مثل: “انتروبيا اللغة العربية”، “ضغط النصوص العربية باستخدام التشفير الرياضي”، “مكنز للعربية القياسية الحديثة”، “الحوسبة والإحصاء اللغوي”، و”نموذج رياضي للتنبؤ الآلي لحركات التشكيل في اللغة العربية”.
نال البروفيسور موسى تقدير الأوساط العلمية داخلياً وخارجياً وحصل على عدد من الجوائز العلمية، بينها: جائزة أمين لطفي في الفيزياء عام 1964، وجائزة الدولة التشجيعية في الفيزياء عام 1974، ووسام العلوم والفنون من الطبقة الأولى عام 1976 من جمهورية مصر العربية، وجائزة الابداع العلمي في العلوم التكنولوجية المتقدِّمة من البنك الأهلي المصري عام 2000، ومنحة فولبرايت، كما اختير رئيساً للاتحاد العالمي لحوسبة اللغة العربية، الذي تَأسَّس في هولندا عام 1993. وكان عضوًا في مجمع اللغة العربية، والمجمع العلمي المصري، والمجمع المصري للثقافة العلمية، والجمعية الفيزيائية البريطانية، والجمعية المصرية للحاسب الآلي، ومجلس بحوث العلوم الفيزيائية والرياضية بأكاديمية البحث العلمي والتكنولوجيا في مصر، وجمعية الباجواش العالمية للعلوم والمشكلات الدولية، وفي مجالس إدارات الجمعية المصرية الفيزيائية، والجمعية المصرية لتاريخ وفلسفة العلوم، واللجنة القومية للفيزياء البحتة والتطبيقية، ومجلس إدارة مركز بحوث المواصلات؛ وكان أيضًا محاضرًا في المجمع الفيزيائي البريطاني.
كتبت هذه السيرة الذاتية في عام استلامه للجائزة.
توفي البروفيسور علي حلمي موسى في القاهرة بتاريخ 2015/10/10.