وی در سن 10-11 سالگی به مكتب استاد صبا راه یافت و چند سال بعد به عنوان نوازندهٔ 14 ساله، در رادیو به تنهایی به اجرا پرداخت.
بعدها در بسیاری از برنامه‌های موسیقی رادیو، خصوصاً در برنامه گلها، به عنوان آهنگ‌ساز، سولیست ویولن و رهبر اركستر آثاری ارزشمند ارائه داد.

همایون خرم تحصیلات دانشگاهی خود را در رشته مهندسی برق ادامه داد و دارای مدرك درجه 1 هنری (معادل مدرك دكترا) از شورای ارزشیابی هنرمندان كشور بود.

او ضمن تسلط در نوازندگی و بداهه نوازی، آهنگسازی خلاق و كم نظیر و در عین حال مسلط به ظرایف نظری و تئوریك موسیقی ایرانی است و از این نظر پژوهشگری با ارزش و محققی ممتاز به شمار می‌رفت.همایون خرم، بخشی از حافظه تاریخی موسیقی ایران را با خلق آثاری همچون «تو ای پری كجایی» ،«رسوای زمانه منم» «امشب در سر شوری دارم»مینای شكسته، ، غوغای ستارگان (امشب در سر شوری دارم)، بگذر از كوی ما، پیك سحری و طاقتم ده رقم زده است. او از جمله ملودی‌پردازان شاخص وماندگار در تاریخ موسیقی ایران به شمار می‌رود و یكی از رموز ماندگاری این آثار غنای ملودیك و ارزش موزیكالیته و قدرت ملودی‌ها بود.

از فعالیتهای دیگر وی می‌توان یه سخنرانی درباره موسیقی ایرانی در مراكز هنری و فرهنگی اروپا و آمریكا مانند دانشگاه UCLA، دانشگاه گیلان، دانشگاه پزشكی شیراز (درباره استاد صبا و موسیقی ایرانی)، انجمن موسیقی فارس (درباره استاد ابوالحسن صبا)، دانشگاه علامه طباطبایی (درباره مقامات موسیقی ایرانی)، فرهنگسرای ارسباران (درباره استاد علی نقی وزیری)، دانشگاه صنعتی اصفهان (درباره مشخصات موسیقی ایرانی) و سخنرانی های متعدد دیگر در مناسبت‌های مختلف اشاره كرد.

غوغای ستارگان (خاطرات هنری مهندس همایون خرم) از سوی انتشارات بدرقه جاویدان در سال 1389 منتشر شد.

خرم موسیقیدان یا مهندس؛نگاهی به كتاب غوغای ستارگان
استاد خرم 29 دی 1391 و بعد از تحمل چندماه ابتلاء به بیماری سرطان در بیمارستان دی و در سن 82 سالگی چشم از جهان فرو بست.