Айрат Хайруллин родился 1 августа 1970 года в Казани в семье преподавателей. Отец - Назип Гарифуллович, заслуженный экономист Республики Татарстан, заведующий кафедрой Казанского аграрного университета. Мать - Хатира Сунгатовна, заслуженный агроном Республики Татарстан, работала в Министерстве сельского хозяйства республики.
В 1991 году окончил экономический факультет Казанского сельскохозяйственного института им. М. Горького (ныне - Казанский государственный аграрный университет) по специальности "Экономика и организация сельского хозяйства".
В 2006 году защитил диссертацию на соискание степени кандидата экономических наук на тему "Совершенствование управления молочнопродуктовым подкомплексом АПК в условиях рынка" (Марийский государственный технический университет, МарГТУ). Имел степень доктора экономических наук (2009).
В студенческие годы вместе с братом Илшатом начал заниматься предпринимательской деятельностью, основав торговое предприятие "Эдельвейс" (ныне - ООО "Эдельвейс групп", владеет сетью из более 60 супермаркетов в Казани).
С ноября 1992 года по сентябрь 1994 года - директор индивидуального частного предприятия "Эдельвейс". С октября 1994 года по апрель 1996 года - генеральный директор товарищества с ограниченной ответственностью "Эдельвейс".
В 1994 году открыл завод по производству газированных напитков и минеральной воды, в 1995 году - кондитерскую фабрику "Регина", молочный завод "Эдельвейс-М" и другое (всего - около 16 предприятий).
В марте 1995 года был избран в Казанский городской Совет народных депутатов Республики Татарстан, став самым молодым депутатом Совета. Исполнял полномочия до 1999 года на непостоянной основе.
В 1996-2003 годах - совладелец, руководитель ОАО "Пивоваренная компания "Красный Восток" (Казань). С апреля по октябрь 1996 года занимал пост генерального директора компании, с октября 1996 года по декабрь 2003 года - председателя совета директоров.
Был основателем, совладельцем 16 заводов, 160 предприятий, в том числе ООО "Алькеевские молочные технологии", ООО "Сельхозтезника", ООО "Хлебодар". В 2000-х годах продал часть своих активов. В частности, пивоваренная компания "Красный Восток" перешла под контроль турецкого холдинга "Анадолу эфес" (Anadolu Efes), молочный завод "Эдельвейс-М" - российской компании "Юнимилк" (ныне в составе группы компаний Danone в России).
В 1999-2003 годах - депутат Государственного совета Республики Татарстан II созыва.
С декабря 2003 года - депутат Государственной думы Федерального собрания РФ от Республики Татарстан, член фракции "Единая Россия".
7 декабря 2003 года был избран в Госдуму РФ IV созыва от Приволжского одномандатного избирательного округа №27 (Республика Татарстан). Получил 31% голосов. Был заместителем председателя комитета Госдумы по аграрным вопросам, курировал подкомитет по пищевой промышленности, продовольствию и потребкооперации.
2 декабря 2007 года вновь избран депутатом Государственной думы РФ V созыва в составе федерального списка кандидатов партии "Единая Россия" (пятый номер региональной группы №16, Республика Татарстан). Занимал должность первого заместителя председателя комитета по аграрным вопросам.
4 декабря 2011 года был избран в VI созыв Госдумы по списку "Единой России" (14-й номер региональной группы №16, Республика Татарстан). В Госдуме вновь занял пост первого зампредседателя комитета по аграрным вопросам.
В мае 2016 года участвовал в предварительном внутрипартийном голосовании (праймериз) "Единой России" по отбору кандидатов в депутаты Госдумы РФ от Республики Татарстан. Занял первое место по итогам голосования в Нижнекамском одномандатном округе (95,83%).
18 сентября 2016 года был избран депутатом Государственной думы РФ VII созыва от "Единой России" по Нижнекамскому одномандатному избирательному округу №28 (Республика Татарстан). Получил 86,19% голосов, его ближайший соперник от КПРФ Альберт Ягудин - 4,73%. В Думе вошел в партийную фракцию, занимал пост заместителя председателя комитета по аграрным вопросам.
В 2003 году основал благотворительный фонд, который оказывает помощь детям-сиротам, пенсионерам и инвалидам.
Занимал пост президента Национального союза производителей молока (Союзмолоко; с 2008 года).
Имел Почетную грамоту (2002) и благодарственное письмо (2003) президента Республики Татарстан Минтимера Шаймиева.
В 2004 году получил звание Заслуженного работника сельского хозяйства Республики Татарстан (2004).
В 2007 году был награжден орденом Почета.
Общая сумма декларированного дохода за 2018 год составила 158 млн 883 тыс. рублей, супруги - 206 тыс. рублей.
Был женат, у него остались два сына и дочь.