متولد 1311 در همدان، پدرش میرزا شفیع از نخستین فارغ‌التحصیلان مدرسه عالی دارالفنون در دوره قاجار بوده است. وی پس از انجام تحصیلات عالیه در آکادمی شبانه سنت جاکامو در رشته‌های معماری و ترمیم و بازسازی خانه‌های قدیمی با حفظ بافت اصلی و برای کسب تجارب بیشتر در زمینه‌های تحصیلی خود به کارآموزی و دستیاری در سینما، تئاتر و تلویزیون و اپراهای ایتالیایی و نزد معماران و طراحان و کارگران به نامِ علم و هنر ایتالیا مشغول شد و تجربیات خوب و ارزنده‌ای در این زمینه به دست آورد.
خورشیدی سرانجام با اندوخته علمی و هنری بسیار ارزنده به ایران مراجعت کرد و از بدو ورود، در دانشکده هنرهای دراماتیک تهران از سال تحصیلی 49-1348 به تدریس مشغول شد و همچنین مدیریت گروه این رشته تحصیلی را برعهده داشت و می‌توان گفت ایشان از پایه‌گذاران این رشته تحصیلی دانشگاهی در ایران می‌باشد. وی از سال تحصیلی 51-1350 در دانشکده هنرهای زیبای دانشگاه تهران نیز تدریس رشته طراحی صحنه را برعهده داشت.
روز پنجم آذر ماه (روز تولد خسرو خورشیدی) را روز طراحی صحنه نام نهادند.
خورشیدی در سال 58-1357 به دعوت اپرای متروپولیتن نیویورک و جهت مطالعات دانشگاهی به آمریکا رفت و در اپرای متروپولیتن نیویورک و کندی سنتر و دیگر مراکز هنری نیویورک و واشنگتن در کنار بزرگان اپرای نیویورک مانند مینگ چولی، دیوید راپا، استانلی کامپیلو و دیگر بزرگان و معماران آن دیار به همکاری پرداخت و پس از برگشت به کشور در پاییز سال 1358 به تدریس و همکاری‌های هنری خود ادامه داد و بالاخره پس از سال‌ها امکان اجرای نخستین تجربه سینمایی برای او فراهم شد. خورشیدی طراحی صحنه یکی از برجسته‌ترین سریال‌های تلویزیون ایران را عهده‌دار شد: سریال سربداران به کارگردانی مهندس محمدعلی نجفی (62-1360)
وی از پاییز سال 1371 تا کنون طراحی صحنه و لباس نمایش‌های زیادی را در داخل ایران انجام داده است.تا کنون چهار نمایشگاه از طراحی‌ها، نقاشی‌ها و مجسمه‌های او در گالری تهران در دانشگاه تهران (1380)، فرهنگسرای بهمن (1383)، خانه هنرمندان ایران (1384) و گالری مهروا (1386) برگزار شده است.
ایشان دارای تألیفات زیادی است که در اینجا به یک اثر ارزنده ایشان اشاره می‌شود. آقای خورشیدی که عاشق سینما و تماشای فیلم بود به تمام سینماهای تهران رفته و اینک بعد از گذشت سال‌ها که اکثر آن‌ها خراب یا تعطیل گردیده است، سینماهای مهم پایتخت را با سیاه قلم طراحی کرده است.
