Xosrov Paşa bəy Sultanov 1879-cu il, may ayının 10-da Zəngəzur mahalının Kürdhacı kəndində anadan olub. Gəncə gimnaziyasında oxumuş, Novorossiysk Universitetinin tibb fakültəsini bitirmişdir (1903). Zəngəzur və Qarabağda topladığı zəngin bitkilərdən hazırladığı dərmanlarla kəndlərə gedərək, xəstələri təmənnasız müalicə etmişdir. Vətən tarixini, ədəbiyyatını və mədəniyyətini sevən ziyalılardan olan Xosrov bəy Şuşadakı evlərindən birini Şərq kitabxanası adlandırmış, quberniya işçilərinə Şərq xalqlarının tarix və mədəniyyətindən mühazirələr oxumuşdur.
Xosrov bəy Sultanov 1917-ci ildə "Müsavat" partiyasına daxil olmuş, Rusiya Müəssislər Məclisinə deputat seçilmişdir. Zaqafqaziya seyminin üzvü idi. 1918-ci ildə "İttihad" partiyasına keçmişdir. 1918-ci il mayın 28-də İstiqlal bəyannaməsini imzalayan 26 nəfərdən biri də Xosrov bəy Sultanov olmuşdur. Tiflisdə Azərbaycan Milli Şurası tərəfindən təsdiq olunan 1-ci hökumət kabinəsində hərbi nazir təyin edilmiş, Azərbaycan Milli Şurasının və Hökumətinin yaranmasını, onların məqsəd və vəzifələrini izah etmək, regionda qayda-qanun və əmin-amanlıq yaratmaq məqsədilə Nəsib bəy Yusifbəyli və Şəfı bəy Rüstəmbəyli ilə birlikdə ilk nümayəndə heyətinin tərkibində Gəncəyə göndərilmişdir. Xosrov bəy 1918-ci il iyunun 17-də Gəncədə təşkil olunan 2-ci hökumət kabinəsində əkinçilik naziri idi.
Xosrov bəy 1918-20-ci illərdə Qarabağın və Zəngəzurun daşnak-erməni quldur dəstələrindən təmizlənməsində qardaşı Sultan bəylə birlikdə müstəsna xidmət göstərmişdir. Azərbaycan Xalq Cümhuriyyəti Hökuməti Ermənistanın daşnak hökumətinin 1918-ci ilin yayından başlayaraq Zəngəzur bölgəsində azərbaycanlılara qarşı dövlət səviyyəsində həyata keçirdiyi soyqırımı siyasətinin, Andronikin, Njdenin, Dronun quldur dəstələrinin Cavanşir, Cəbrayıl, Şuşa qəzalarında törətdiyi kütləvi soyqırımılarının, vəhşiliklərin, qarətlərin qarşısını almaq məqsədilə Şuşa, Zəngəzur, Cavanşir və Cəbrayıl qəzalarını Gəncə quberniyasından ayırıb, Müvəqqəti Qarabağ general-qubernatorluğu yaratdı və Xosrov bəy Sultanovu 1919-cu il fevralın 12-də həmin qubernatorluğun general-qubernatoru təyin etdi.
Azərbaycan hökumətinin öz tarixi torpaqlarında general-qubernatorluq yaratması və Xosrov Paşa bəy Sultanovun bu vəzifəyə təyin etməsi haqqında qərarmı daşnaklar çox böyük narahatlıqla qarşıladılar. Ermənistan Xarici İşlər Nazirliyinin Rusiya hökumətinə, digər aparıcı dövlətlərə və beynəlxalq təşkilatlara çoxsaylı müraciətlərində, Azərbaycan hökumətinə etiraz notalarında, belə bir iddia irəli sürülürdü ki, guya bu bölgənin böyük bir hissəsi Ermənistan ərazisidir, Xosrov Paşa bəy isə guya ermənilərin düşmənidir.
Xosrov Paşa bəy Sultanov Şuşaya gələn kimi Qarabağda daşnak Andronik başda olmaqla erməni quldur dəstələrilə amansız mübarizəyə başladı, təhlükəli yerlərdə milli ordunun əsgərlərindən ibarət mühafızə dəstəsi yaratdı, Erməni Milli Şurası üzvlərinin Azərbaycandan çıxarılmasına nail oldu. Buna cavab olaraq erməni yaraqlıları Şuşada silahlı toqquşma törətsə də, ertəsi gün - iyunun 6-da sülh əldə edilmiş, şəhərin dinc erməni əhalisi Xosrov bəy Sultanova üzrxahlıq məktubu yazaraq, erməni separatçılarının fıtnəkarlığına görə onun şəxsində Şuşanın müsəlman camaatından üzr istəmişdi. 1919-cu ilin yayında Azərbaycan hökumətinin qəti mövqeyi və məqsədyönlü siyasəti nəticəsində Qarabağda, Zəngəzurda və ermənilərin ərazi iddiası irəli sürdüyü digər yerlərdə Azərbaycanın suveren hüquqlarının bərpa edilməsində Xosrov bəy Sultanov böyük xidmət göstərdi. Həmin ilin sentyabrında Azərbaycan hökuməti burada yaşayan ermənilərə mədəni muxtariyyət verdi. Xosrov bəy Sultanov Aprel işğalından (1920) sonra mühacirətdə yaşamış, "İttihad" partiyasının liderlərindən biri kimi partiyanın xarici ölkələr bürosunu formalaşdırmağa və ittihadçıları bir təşkilat ətrafında cəmləşdirməyə çalış mışdır. O, 1926-cı ildə Parisdən İrana gedərək, burada İttihadın Tehran və Təbriz komitələrini yaratmışdı. Xosrov Paşa bəy Türkiyədə olarkən 1941-45-ci illər sovet-alman müharibəsində əsir alınmış Azərbaycanlıların həbs düşərgələrindən azad olunmasına yaxından kömək göstərmiş, Fransada Azərbaycan xəstəxanası açmışdır. 7 yanvar, 1943-cü ildə Türkiyədə, İstanbul şəhərində vəfat etmişdir. İstanbulun Feriköy qəbiristanlığında dəfn olunub.