Тогрул Велиханлы окончил факультет филологии, отделение русского языка и литературы в Бакинском Славянском университете в 2012 году. В 2020 году он завершил второе высшее образование на юридическом факультете Каирского университета. В 2022 году получил степень магистра делового права (MBL) в Техническом университете Берлина по программе «Европейское и международное энергетическое право» с диссертацией на тему «Энергетическое сотрудничество ЕС и Азербайджана в эпоху энергетического перехода и вызовов энергетической безопасности». В 2025 году был принят в докторантуру по программе международных отношений в Анкарский Университет Хаджи Байрам Вели. Тогрул Велиханлы, родным языком которого является азербайджанский тюркский, свободно владеет английским, русским и арабским языками. Его области исследований включают арбитраж между инвестором и государством, энергетическое право и политику, внешнюю политику России, ближневосточные исследования, международное право и международные отношения.