Der gebürtige Gothaer Dichter und Romanist wurde als das fünfte von sieben Kindern des Gothaer Verwaltungsbeamten Johann Friedrich Keil geboren. Seine Interessengebiete lagen bereits zu Kindertagen beim Zeichnen, Lesen und Dichten. Schon mit 12 Jahren nahm er auf eigenen Wunsch am Spanisch- und Italienischunterricht teil. Der von den Eltern auferlegte Klavierunterricht führte ihn bald zu der Beschäftigung mit weiteren Instrumenten und daraus resultierend zu dem Wunsch, Unterricht zur Musiktheorie zu erhalten.

Nach dem Tod seines Vaters wechselte der gerade mal 15-Jährige vom Gothaer Gymnasium zu einer kaufmännischen Ausbildung nach Chemnitz. Weitere Schul- und Studienjahre folgten ab 1803 in Weimar und Jena, ab 1809 erhielt er eine Anstellung in der Herzoglichen Bibliothek in Weimar. Zeitgleich ging er einer Tätigkeit als Italisch,- Spanisch- und Englischlehrer am Gymnasium nach. Es entstanden erste Publikationen von italienischen und spanischen Lehrbüchern sowie verschiedene Übersetzungen italienischer und spanischer Klassiker. Während seines Aufenthaltes in Weimar machte Keil auch Bekanntschaft mit Johann Wolfgang von Goethe, der ihn dazu ermunterte, sich mit der Kunstsammlung der Weimarer Bibliothek auseinanderzusetzen. Er erlangte schnell Zugang zur Weimarer Gesellschaft und wurde sogar in die exklusive Freimaurerloge "Anna Amalia zu den drei Rosen" aufgenommen. 1813 lernte Keil in Weimar seine damals neunzehnjährige zukünftige Ehefrau Juliane Henriette Löhr kennen, die er ein Jahr darauf ehelichte und mit ihr nach Leipzig umzog.

Sein neuer Wohnort eröffnete Keil altbewährte, aber auch neugeartete Aufgabengebiete. So führte er seine literarische Tätigkeit weiter als Privatlehrer fort, verwaltete zugleich aber die umfangreichste Leipziger Gemäldesammlung, welche der Großvater seiner Frau ihnen hinterlassen hatte, ebenso wie die Kupferstichsammlung des zweiten Großvaters, des Kupferstechers Johann Friedrich Brause. Ebenso fiel ihm die Verwaltung des Löhr’schen Vermögens zu, darunter das aufwändige Wohnpalais, das heutige Hotel Fürstenhof, und die sich daran anschließende große Gartenanlage, genannt Löhrs Garten. Im Verlauf der Völkerschlacht war der Garten stark verwüstet wurden, weshalb Keil den Garten neu umgestalten bzw. mit Nebengebäuden und Gewächshäusern ausbauen ließ.

Neben seiner vielseitigen beruflichen Tätigkeit, darunter auch die Ernennung zum Domherrn 1828 bzw. zum Dechant am Kollegiatstift Wurzen 1831 und der Berufung in die Direktion des Gewandhauses im selben Jahr, war Keil einer der Initiatoren des Leipziger Conservatoriums der Musik und bekleidete nach dessen Gründung 1843 die Stelle des ersten geschäftsführenden Direktors. Das Konzept der musikalischen Ausbildung legte er vollständig in die Hände des ersten Studiendirektors, Felix Mendelssohn Bartholdy.