Hulburts var sønn av en matematiker, og han studerte ved Johns Hopkins University. Hulburt jobbet i over 31 år på United States Naval Research Laboratory. Fra 1949 til 1955 var han den første direktøren for denne forskningsinstitusjonen. Ved undersøkelser av demping av radiosignaler oppdaget Hulburt og Taylor i 1926 høy tetthet av elektroner i ionosfæren. Etter denne oppdagelsen arbeidet de videre med å kartlegge dens grunnleggende egenskaper. De oppdaget også avhengighet mellom distribusjon av elektrontetthet og solstråling. Hulburts teoretisk forskning på innflytelse av solenergi på ionosfæren førte ham i 1938 til antakelsen om at solar røntgenstråling var årsaken til ionisering av Kennelly–Heaviside-laget. I 1945 oppdaget han at solar røntgenstråling og ekstrem ultrafiolett stråling er årsaken bak for eksistensen av Kennelly–Heaviside-laget av ionosfæren.