عموزاده خلیلی تحصیلات خود را در زادگاه‌اش سمنان ادامه داد و در سال ۱۳۵۷ در رشته ریاضی فیزیک دیپلم گرفت. در همان سال در رشته ریاضی و علوم کامپیوتر در دانشگاه تهران پذیرفته شد و تا مقطع کارشناسی ارشد در این رشته ادامه تحصیل داد.
همزمان با سکونت در تهران و از دوران دانشجویی کار نویسندگی را آغاز کرد. او در سال ۱۳۶۰ به همراه دوستانش محسن مخملباف، حسن حسینی و قیصر امین‌پور در حوزه هنری شروع به کار کرد و بعدها بر سر اختلاف با تیم حجت‌الاسلام زم از آن اخراج شدند. نخستین کتاب عموزاده خلیلی در سال ۱۳۶۱ منتشر شد. او در فاصله سال‌های ۱۳۶۲ تا ۱۳۶۶ مسئولیت‌های مختلفی همچون دبیر شورای ادبیات، مسئول واحد قصه، مسئول واحد کودک و نوجوان، مسئول جُنگ سوره و… را در حوزه هنری به عهده داشت. او از پایه‌گذاران و دبیر شورای مدیریت دفتر هنر و ادب کودک و نوجوان در سال ۱۳۶۵ بود. عموزاده خلیلی سال ۱۳۶۷ ماهنامهٔ سروش نوجوان را به همراه قیصر امین‌پور و بیوک ملکی تأسیس کرد و تا ده سال عضو شورای سردبیری این مجله بود. او از اعضای مرکزی و مؤسسان روزنامهٔ همشهری بود و راه‌اندازی اولین روزنامه ویژهٔ نوجوانان در تاریخ مطبوعات ایران نام آفتابگردان از افتخارات عموزاده است. عموزاده بارها در جشنواره‌های مختلف کتاب، فیلم، نمایش، و مطبوعات عضو هیئت داوران بوده است و آثارش در جشنواره‌های متعدد داخلی و خارجی برگزیده شده‌اند.
عموزادهٔ خلیلی در دورهٔ اصلاحات در شورای سردبیری روزنامه‌های متعدد توقیف‌شدهٔ اصلاح‌طلبان مانند آفتاب امروز (به صاحب‌امتیازی و مدیرمسئولی خود وی)، صبح امروز، یاس نو، و نشاط ایفای نقش داشت.
او در دههٔ ۱۳۸۰ نمایندهٔ شورای فرهنگ عمومی در هیئت نظارت بر کتاب کودک و نوجوان بود.