Vystudoval historii na Filozofické fakultě Univerzity Karlovy v Praze. Ve Vojenském historickém ústavu začal Jiří Railich působit roku 1991, kde se stal ředitelem historicko-dokumentačního odboru.
Ve svých pracích se Jiří Railich zabývá meziválečnou i poválečnou historií čs. letectva, osudy letců na západní frontě během 2. světové války, činností Luftwaffe nebo Čechoslováky bojujícími ve španělské občanské válce.
Na svém kontě má Jiří Rajlich řadu historických knih, které vyšly jak v Česku, tak v zahraničí, dále pak stovky vědeckých studií. Byl také kurátorem mnoha muzejních výstav a expozic a stal se prezidentem České komise pro vojenské dějiny.
Z publikací Jiřího Rajlicha jmenujme např. Esa na obloze: nejúspěšnější čs. stíhači ve 2. světové válce (1995), Na nebi sladké Francie: válečný deník československých letců ve službách francouzského letectva (1998), Tatranští orli nad Kubání (2002) nebo Generál Alexander Hess (2015).
Za literární činnost Jiří Rajlich obdržel Cenu Miroslava Ivanova, Záslužný kříž ministra obrany II. i III. stupně a opakovaně cenu Gloria musealis. V říjnu 2019 mu prezident Miloš Zeman udělil Medaili Za zásluhy I. stupně (za zásluhy o stát v oblasti vědy).