Hilty estudió en Zúrich (con Jakob Jud, Arnald Steiger, Theophil Spoerri, Emil Steiger y Manu Leumann) y en Madrid (con Ramón Menéndez Pidal, Dámaso Alonso, Rafael Lapesa, Emilio García Gómez).
Fue asistente del Departamento de filología románica en Zúrich y después profesor de secundaria en St.
Su tesis de habilitación sobre el Discours indirect libre no fue acabada, puesto que fue llamado prematuramente a la cátedra que había dejado Arnald Steiger.
Fue el hermano pequeño del periodista y escritor Hans Rudolf Hilty.
Entre 1992 y 1995 presidió la Sociedad de Lingüística Románica.