بأمر خادم الحرمين الشريفين الملك سلمان بن عبدالعزيز آل سعود، تم تعيين الأمير خالد بن سلمان بن عبدالعزيز آل سعود سفيرا جديدا للمملكة العربية السعودية لدى الولاياتالمتحدة تعليمه حصل الأمير خالد على شهادة البكالوريوس في علوم الطيران من كلية الملك فيصل الجوية، وواصل تعليمه في الولاياتالمتحدة لينال من جامعة هارفارد شهادة (كبار التنفيذيين في الأمن الوطني والدولي). كما درس الحرب الإلكترونية المتقدمة في باريس. بدأ العمل على دراساته العليا في جامعة جورجتاون للحصول على درجة الماجستير في الآداب في تخصص الدراسات الأمنية، ولكن تم تعليق دراسته نظرا لمهام عملية مختلفة، وذلك قبل تعيينه سفيرا للمملكة العربية السعودية لدى الولاياتالمتحدة. عمله في السلك العسكري عند تخرجه من كلية الملك فيصل الجوية، انضم الأمير خالد إلى القوات الجوية الملكية السعودية. وقد بدأت مسيرته المهنية في الطيران على طائرتي (تيكسان6) و(تي-38) في قاعدة كولومبوس الجوية في ميسيسبي. ثم بدأ بعد ذلك برنامج طيران على طائرة (إف-15 إس)، وعُيّن ضابط استخباراتٍ تكتيكيا إلى جانب مهنته كطيار لطائرة (إف-15 إس) في السرب الثاني والتسعين التابع للجناح الثالث في قاعدة الملك عبدالعزيز في الظهران. وقد تدرب الأمير خالد كطيار مقاتل بإجمالي يقارب 1000 ساعة طيران، وقام بمهام جوية ضد تنظيم داعش كجزء من التحالف الدولي. كما قام بمهمة في أجواء اليمن كجزء من عملية عاصفة الحزم وعملية إعادة الأمل. وفيما يخص خدمته في سلاح الجو السعودي، فقد كُرم الأمير خالد بشكلٍ كبير، بما في ذلك منحه نوط درع الجنوب، ونوط المعركة، ونوط الاتقان، ونوط سيف عبدالله. تدرب الأمير خالد بشكلٍ مُكثف مع الجيش الأمريكي في كل من الولاياتالمتحدة والمملكة العربية السعودية، بما في ذلك التدرب في قاعدة نيليس الجوية في ولاية نيفادا. وأجبرته إصابة في ظهره على التوقف عن الطيران، فعمل ضابطا في مكتب وزير الدفاع. مسيرته العملية بعد الخدمة العسكرية عُين الأمير خالد في مكتب وزير الدفاع بعد انتهاء مهام الطيران. وأصبح بعد ذلك مستشارًا مدنيًا رفيع المستوى في وزارة الدفاع السعودية عند انتهاء خدمته العسكرية. وفي أواخر عام 2016، انتقل الأمير إلى الولاياتالمتحدة وعمل مستشارا في سفارة المملكة العربية السعودية لدى الولاياتالمتحدة. وأصبح الأمير خالد السفير السعودي العاشر لدى الولاياتالمتحدة منذ عام 1945.
