امراللهی تحصیلات دوره ابتدایی را در دبستان شیخ عطار و دوره متوسطه را در دبیرستان خوارزمی سپری کرد. پس از گذراندن کارشناسی فیزیک در دانشگاه ملی (شهید بهشتی) (۱۳۵۰-۱۳۴۷) کارشناسی ارشد مهندسی برق هسته‌ای از دانشگاه لامار آمریکا (۱۳۵۵-۱۳۵۲)، گذراندن دورة مهندسی هسته‌ای در مرکز تحقیقات هسته‌ای مول در بلژیک (۱۳۵۷-۱۳۵۶)، دکتری فیزیک پلاسما دردانشگاه پاریس ۴ درفرانسه (۱۳۷۳-۱۳۷۰) را دریافت نمود.

امر اللهی درسالهای ۱۳۵۵-۱۳۵۳ در دانشگاه لامار آمریکا، درسالهای ۱۳۵۷-۱۳۵۶ در مرکز تحقیقات هسته‌ای مول در بلژیک و بین سالهای ۱۳۷۳ -۱۳۷۰ در دانشگاه پاریس مشغول به تحصیل بوده‌است. وی از سال ۱۳۵۹ نیز مسئولیت‌های متعددی را درسازمان انرژی اتمی ایران و نیز تدریس دردانشگاه‌های صنعتی امیر کبیر و خواجه نصیر الدین طوسی رابرعهده داشته‌است.

رضا امراللهی از رؤسای پیشین سازمان انرژی اتمی ایران  بود. (۱۳۷۶-۱۳۶۰)

او همچنین دورهٔ دکترا را در دانشکده مهندسی هسته‌ای و فیزیک دانشگاه صنعتی امیرکبیر تهران راه‌اندازی کرد.

او عضو هیئت تحریریه نشریه علمی و پژوهشی دانشگاه صنعتی امیرکبیر نیز هست.