1964–1967-ci illərdə Tarix elmlər doktoru Ziya Bünyadovun rəhbərliyi ilə "IX-XII əsr ərəb coğrafiyaşünas-səyyahları Azərbaycan haqqında" mövzusunda namizədlik dissertasiyası üzərində işləmişdir. 1970–2005-ci illərdə pedaqoji fəaliyyətlə məşğul olmuş, Azərbaycan (Bakı) Dövlət Universitetində, Azərbaycan Dövlət Pedaqoji İnstitutunda , Xəzər, Ziya, Azərbaycan Universitetlərində "Ərəb ölkələri tarixi", "İslam tarixi", "Ümumi tarix", "Azərbaycan tarixi", "Asiya və Afrika ölkələri tarixi", "Dünya dinləri", "Azərbaycan tarixinin mənbəşünaslığı və tarixşünaslığı" və digər fənləri, eləcə də ixtisas üzrə kurs və seminarı tədris etmişdir.[1]
1998-ci ilin iyul ayından AMEA Azərbaycan Tarixi Muzeyinin direktoru təyin olub. 2006-cı il 7 noyabr tarixində Azərbaycan Respublikası Prezidenti yanında Heraldika şurasının üzvü seçilmişdir. 2007-ci il aprel ayında Azərbaycan Milli Elmlər Akademiyasının həqiqi üzvü və vitse prezidenti seçilmişdir. 2010-cu il 8 fevral tarixində Azərbaycan Respublikası Prezsidentinin fərmanı ilə Azərbaycan Respublikasının elm, mədəniyyət və ədəbiyyat üzrə Dövlət Mükafatları komissiyasının üzvü seçilmişdir. 2010-cu il 19 fevral tarixində Azərbaycan Respublikası Prezidenti yanında Elmin İnkişafı Fondunun Himayədarlar Şurasının üzvü seçilmişdir. 2018-ci ilin noyabr ayının 25-də İpəkyolu Beynəlxalq Muzeylər Alyansının (İBMA) vitse-prezidenti seçilmişdir. 2019-cu ilin oktyabr ayının 17-də Akademik Nailə Vəlixanlı ICOM Azərbaycan Milli Komitəsinin Rəyasət Heyətinə üzv seçilib.
AMEA Rəyasət Heyətinin 8 yanvar 2021-ci il tarixli qərarına əsasən, bəzi elmi müəssisələrin baş direktoru vəzifəsinə seçkilər keçirilib. Belə ki, pandemiya qaydalarına uyğun olaraq açıq səsvermə yolu ilə keçirilən seçkilərdə tarixçi-şərqşünas alim, "Şöhrət" və "Şərəf" ordenli, Əməkdar elm xadimi, akademik Nailə Vəlixanlı Milli Azərbaycan Tarixi Muzeyinin baş direktoru vəzifəsinə seçilib.
"METAFİZİKA" beynəlxalq fəlsəfi və fənlərarası araşdırmalar jurnalının 14-cü sayından jurnalın "Tarix, Arxeologiya və Antropologiya elmləri" üzrə redaksiya heyətinin üzvüdür.