Nato nello stato del Maine, in gioventù lavorò nel Connecticut con la mansione di meccanico in una fabbrica che produceva elicotteri, fu corridore motociclista e disegnò automobili modificate. Nel 1964 si trasferì a San Francisco, andando a vivere in una comune del quartiere hippie di Haight-Ashbury. Dopo qualche mese trascorso in Nevada lavorando per il Red Dog Saloon, dove fece pratica nell’allestimento di concerti folk,[1] ritornò a San Francisco. Nella città californiana, che cominciava a vedere l’emergere di una nuova cultura giovanile, insieme a Luria Castell e a Ellen Harmon formò il nucleo originario della compagnia The Family Dog, specializzata nell’organizzazione di eventi danzanti con musica live. Tramite l’aiuto e i consigli dell’influente giornalista Ralph Gleason, familiarizzò con la scena musicale della Bay Area: reclutò per gli spettacoli un gran numero di formazioni musicali – i Jefferson Airplane, The Great Society, The Charlatans, the Marbles, Country Joe McDonald, John Sebastian, The Lovin' Spoonful, The Warlocks (poi ribattezzati Grateful Dead), e molti altri musicisti – ed entrò in contatto con noti personaggi che a vario titolo ruotavano attorno ad essa: fra questi Allen Ginsberg, Ken Kesey e i suoi Merry Pranksters, la Mime Troupe, i Diggers, Bill Graham, Lawrence Ferlinghetti, tutti esponenti della controcultura americana degli anni sessanta, insieme a Neal Cassady, figura rappresentativa della beat generation del decennio precedente;[2] in quel periodo, nella cornice underground di San Francisco si muovevano fra i tanti anche Timothy Leary, Jerry Rubin e Gary Snyder.[3]
Assieme al grande interesse e attivismo per l’organizzazione dei concerti, Kelley sviluppò la passione per il disegno. Formò un sodalizio artistico assieme a Stanley Mouse, producendo una vivace grafica innovativa dal sapore psichedelico che avrebbe caratterizzato il periodo e influenzato gli anni a venire. Rifacendosi a un’incisione dell’Ottocento, Kelley e Mouse crearono la celebre immagine "scheletro e rose" che divenne il simbolo dei Grateful Dead, e il duo realizzò volantini e poster, commissionati per pubblicizzare concerti[4] e che, distribuiti gratuitamente al termine delle esibizioni, oggi vengono da critici e collezionisti paragonati alle produzioni di Alphonse Mucha e Toulouse-Lautrec e sono valutati decine di migliaia di dollari. La prima creazione di grande successo risale al 1966: un poster destinato a promuovere un concerto dei Big Brother and the Holding Company e dei Quicksilver Messenger Service. Secondo le dichiarazioni dello stesso Kelley, la coppia di disegnatori si ispirò a diversi modelli culturali: dalle produzioni artistiche degli Indiani d’America a quelle cinesi, dall'art déco alla Bauhaus. Nel 1967 l’artista era già diventato un nome di punta, e la rivista Life designò Kelley, Mouse e altri tre grafici i più rilevanti poster artists dell’epoca, definendo le loro opere la "fantasmagoria dell'avanguardia più venduta".[1] Il quintetto di illustratori ricevette il nome di “The Big Five”.[5]
Dopo avere per anni disegnato copertine di LP, Kelley ritornò a dipingere automobili, e tali immagini furono poi vendute e trovarono collocazione in oggetti pubblicitari.[1]
Kelley si spense il 1º giugno del 2008 a causa di complicanze dell’osteoporosi di cui era sofferente.[1] Ha lasciato la madre Annie, la sorella Kathy, la moglie Marguerite Trousdale Kelley, i figli Patty, Yossarian e China, e i nipoti Life e Lacoda.[4]