اسماعیل علم خواه در سال  1315، در رشت متولد شد اما در این شهر اقامتی زیاد نداشت و در تهران بزرگ شد در کودکی پدر و مادر خود را از دست داد و نزد خواهرش دوران کودکی و نوجوانی را پشت سر گذاشت. در محله های جنوب تهران، به دبستان و دبیرستان رفت و دیپلم خود را در رشته طبیعی گرفت. اسماعیل از کودکی به ورزش علاقه زیادی داشت و در دوران دبیرستان، در باشگاه فردوسی به بدن سازی و سپس وزنه برداری می پرداخت. این باشگاه در دهه های 30 و 40 شمسی، یکی از مراکز پرورش قهرمانان وزنه برداری، کشتی و پرورش اندام بود، قهرمانان معروف رشته وزنه برداری، نظیر صفا سنبلی، مصطفی واعظ تهرانی، برومند ، تهرانی عامی، رزاقی و بسیار دیگر از قهرمانان تهران و کشور، تیم این باشگاه را در مقابل تیم باشگاه تاج، که قهرمانان ملی در آن عضویت داشتند. قرار می دادند و به رقابت می پرداختند.

 اوج درخشش علم‌ خواه در بازی‌های المپیک 1960 رم بود. او در این مسابقات با چارلز وینسی از ایالات متحده و یوشینو به میاکی نابعه وزنه‌برداری ژاپن رقابتی دیدنی داشت. علم‌‌خواه در حرکت پرس با 5/97 کیلوگرم به کار خود پایان داد تا با میاکی برابر باشد اما در حرکت یک ضرب نتوانست بیش از 100 کیلوگرم را ثبت کند. در حرکت 2 ضرب علم‌‌خواه با 5/132 کیلوگرم به کار خود پایان داد تا با مجموع 330 کیلوگرم به مدال برنز المپیک دست یابد و همچنین رکورد محمود نامجوی در حرکت 2 ضرب را بهبود بخشد.  اسماعیل علم‌‌خواه در بهمن ماه 1367 در سن 52 سالگی بر اثر سکته قلبی دار فانی را وداع گفت.