Forskare i Bristol fann att 8% fler patienter dog efter 30 dagar om de opererades mellan 24 och 36 timmar efter intagning på sjukhus.
Förseningen tros ha orsakat 670 överdrivna dödsfall på fyra år.
Projektledaren Timothy Chesser sade att det var "första gången" som fördelarna med tidig operation hade avslöjats.
Data samlades in av ett team på Southmead Hospital från National Hip Fracture Database, den största listan i världen.
Studien fokuserade på 241,446 patienter i England och Wales som togs in på sjukhus med höftfrakturer mellan januari 2011 och december 2014 och dödligheten för dessa patienter 30 dagar efter att de togs in.
Vägledning utfärdad av National Institute for Health and Clinical Excellence 2011 krävde att patienter ska opereras antingen samma dag, eller dagen efter, sjukhusintag.
Men den nya rapporten säger att även tidigare operationer kan förbättra resultaten för äldre patienter som ofta är svaga, med flera medicinska problem.
"Vi hittade 8% fler patienter dog om de opererades mellan 24 och 36 timmar jämfört med dem som fick kirurgi inom 24 timmar, och risken ökade till 20% för dem som fick kirurgi efter 48 timmar", säger Adrian Sayers, huvudförfattaren på tidningen.
Timothy Chesser, den kliniska ledningen av forskningsprojektet, sade att tidig kirurgi inte var tillrådlig för varje patient, men var fördelaktigt i de flesta fall.
"Vi har för första gången visat att tidig kirurgi är mycket bättre för patienterna", sade han.
"Caveat är några av dessa patienter är mycket sjuka och skulle dra nytta av mer tid för att bli bättre före kirurgiska ingrepp."
Hundratals liv skulle kunna räddas om patienter med höftfrakturer opererades på under 24 timmar, visar en ny studie.