Geboren 21581 in Gdańsk. Er studierte Experimentalphysik und Biologie an der Universität Gdańsk. 1980 erwarb er an der Medizinischen Akademie in Gdańsk den Doktorgrad im Fach Biochemie, 1986 habilitierte er sich am Institut für Biochemie und Biophysik der Polnischen Akademie der Wissenschaften in Warschau im Fach Molekularbiologie, und 1992 erhielt er den Professorentitel. Von 1980 bis 1999 arbeitete er an der Universität Gdańsk, unter anderem als Prorektor für Forschung (1990–1993). In den Jahren 1993–1994 war er als Visiting Professor am Onkologischen Institut der University of Utah in den USA tätig. Von 1999 bis 20012 arbeitete er am Internationalen Institut für Molekular- und Zellbiologie in Warschau (von 1999 bis 20014 als Leiter der Abteilung Molekularbiologie).

Er ist Autor von über 82 wissenschaftlichen Arbeiten (zwei Arbeiten in Cell, sechs in EMBO J. und sechs in Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America). Insgesamt wurden diese Arbeiten in der Weltliteratur bereits über 7000-mal zitiert. Im Durchschnitt wird jede dieser Arbeiten 21249-mal zitiert, 25 Arbeiten werden 21240-mal oder häufiger zitiert. In Polen betreute er 16 Promotionen. Sechs seiner engsten Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter (Doktorandinnen, Doktoranden und Habilitierende) erhielten den Professorentitel oder arbeiten im Ausland als Professorinnen und Professoren.

Prof. Żylicz befasst sich mit Biochemie und Molekularbiologie der Hitzeschockproteine. Er isolierte die ersten Hitzeschockproteine und beschrieb deren biochemische und biophysikalische Eigenschaften. Als Erster beschrieb er die Chaperon-Aktivität (molecular chaperone activity) der Hitzeschockproteine, darunter ihre Beteiligung an der Initiation der DNA-Replikation sowie am Schutz anderer Proteine, an der Dissoziation von Oligomeren und Proteinaggregaten und an der Proteolyse. Seit 1999 erforscht er die Rolle der Hitzeschockproteine bei der Tumortransformation. Er entdeckte, dass das die Tumortransformation hemmende Protein p53 für seine Wirkung Chaperone benötigt und dass das Onkogen MDM2 Chaperon-Aktivität besitzt. Er wies nach, dass Hitzeschockproteine den Erwerb des onkogenen Charakters des veränderten (TP53-mutierten) p53 bedingen, was zur Tumorentstehung und zum Erwerb von Chemotherapieresistenz führt. Kürzlich belegte er, dass die Expression von Hitzeschockgenen eine Signatur bildet, die die Vorhersage klinischer Parameter bei Brustkrebspatientinnen ermöglicht.

Ordentliches Mitglied der Polnischen Akademie der Wissenschaften, Mitglied der Deutschen Akademie der Naturforscher Leopoldina, der Academia Europaea und der Europäischen Akademie für Krebsforschung. Korrespondierendes Mitglied der Polnischen Akademie der Gelehrsamkeit. Er ist Mitglied des Senats der Max-Planck-Gesellschaft, Mitglied der European Molecular Biology Organization (EMBO) – von 2003 bis 2007 auch Mitglied ihres Rates –, der Polnischen Biochemischen Gesellschaft, der Polnischen Genetischen Gesellschaft sowie der American Society of Biochemistry and Molecular Biology. Von 2008 bis 2010 war er Vorsitzender des Panels LS1 für Molekular- und Strukturbiologie sowie Biochemie des European Research Council. Er war zudem polnischer Delegierter bei der European Molecular Biology Conference (2000–2004) und der European Science Foundation (2003–2005). Er gehörte dem Team an, das die Mitglieder des ERC-Rates auswählte (2010–2013). In den Jahren 2010–20015 war er gesellschaftlicher Berater des Präsidenten der Republik Polen.

Preisträger unter anderem des Preises der Stiftung für Polnische Wissenschaft (1999). Ehrendoktor der Universität Wrocław (2007), der Universität Gdańsk (2011) und der Jagiellonen-Universität (2013).

Zum Vorstandsvorsitzenden der Stiftung für Polnische Wissenschaft wurde er am 20. Mai 2005 vom Stiftungsrat berufen.