شهید محمود خضرایی 15 خرداد سال 1326 در یکی از محله‌های تهران و در خانواده‌ای مذهبی به دنیا آمد. وی در سال 1345 موفق به اخذ مدرک دیپلم ریاضی شد و همان سال وارد دانشکده افسری نیروی زمینی شد و در سال 1348 به درجه ستوان دومی مفتخر گردید.
بعد از فارغ‌التحصیلی از دانشکده افسری وارد دانشکده خلبانی شده بود، به عنوان افسر ارشد به آمریکا اعزام شد و شروع به یادگیری فن خلبانی در پایگاه ریس آمریکا نمود.
با شروع جنگ تحمیلی از سوی عراق، خضرایی نیز به عنوان یکی از خلبانان باتجربه نیروی هوایی ارتش جمهوری اسلامی ایران به پایگاه هوایی همدان منتقل شد و پروازهای جنگی خود را آغاز کرد. تصمیم گرفته می‌شود با توجه به شروع عملیات والفجر 8، عده‌ای از یاران امام برای بازدید مناطق جنگی به اهواز بروند. قرار می‌شود که خضرایی هم با این جمع به اهواز برود. صبح روز اول اسفند سال 1364با عزیمت به فرودگاه مهرآباد تهران، هواپیمای C130 به مقصد اهواز به پرواز درمی‌آید. همه چیز به خوبی پیش می‌رفت که ناگهان اهواز مورد حمله هوایی قرار می‌گیرد و یکی از جنگنده‌های دشمن در آستانه ظهر هواپیمای حامل آنها را در آسمان شهر اهواز هدف قرار می‌دهد و تمامی نفرات حاضر در هواپیما شهید می‌شوند و به ملکوت اعلی می‌پیوندند.