Comenzó tocando, como trompetista, en orquestas de rumba en Cuba. Después regresó a Estados Unidos, y se incorporó a las big bands de Charlie Barnet, Harry James y Earl Hines. Enrolado en la orquesta de Woody Herman desde 1944, obtiene diversos éxitos como compositor y arreglista, por lo que es reclutado por Norman Granz para un proyecto con Charlie Parker (1948).

Después comienza su larga colaboración como arreglista y compositor de la big band de Count Basie, con quien permanecerá treinta años. Algunos de los temas que compuso para Basie se han convertido en estándares reconocidos, como es el caso de "Lil' Darlin", "Why not", "Cute", "Lolly Pop" y otras muchas. Finalizada su relación con Basie, se instala en California y trabaja componiendo bandas sonoras para el cine y la televisión. Entre sus bandas sonoras, destaca la de Harlow (1965), por la que recibió dos nominaciones Grammy por la canción "Girl Talk", así como la de la serie de TV "Batman", que también logró tres nominaciones.^[1]​ También trabajó como director musical en el show de Frank Sinatra.

• Swingin' On Coral Reef - Coral CRL-56083 (1953)
• The Band With Young Ideas
• Concert Miniatures - VIK LX-1092 (1957)
• Hefti, Hot and Hearty
• Hefti in Gotham City - RCA Victor LSP-3621 (stereo) LPM-3621 (mono) (1966)
• Mr and Mrs Music
• Neal Hefti's Singing Instrumentals - Epic LG 1013 (1955)
• Hollywood Songbook
• Jazz Pops - Reprise Records 6039 (1962)
• Light and Right - Columbia CL-1516 (mono) CS-8316 (stereo) (1960)
• Li'l Darlin - 20th Century Fox Records TFS 41399 (1966)
• Music USA
• Pardon my Doo-Wah
• Presenting Neal Hefti and His Orchestra
• A Salute to the Instruments
• Definitely Hefti! - United Artists Records UAS 6573

• 1964: Sex and the Single Girl
• 1965: Boeing Boeing
• 1965: How to Murder Your Wife
• 1965: Harlow
• 1965: Synanon
• 1966: Lord Love a Duck
• 1966: Duel at Diablo
• 1967: Oh Dad, Poor Dad, Mama's Hung You in the Closet and I'm Feelin' So Sad
• 1967: Barefoot in the Park
• 1968: The Odd Couple
• 1968: P. J.
• 1976: Won Ton Ton, the Dog Who Saved Hollywood

• Joachim E. Berendt: El Jazz: Origen y desarrollo (Fondo de Cultura Económica. Madrid, 1986. ISBN 84-375-0260-8)
• CARLES, Phillipe; CLERGEAT, André & COMOLLI, Jean-Louis: Dictionaire du jazz . Robert Laffont Edt, París, 1988. ISBN 2-221-04516-5
• Frank Alkyer, editor. Downbeat: 60 Years of Jazz. Hal Leonard Corporation, Milwaukee, 1995.
• Count Basie y Albert Murray. Good Morning Blues, the Autobiography of Count Basie. Donald Fine, Inc., New York, 1985.
• Stanley Dance. The World of Count Basie. Charles Scribner's Sons, New York, 1980.
• Ira Gitler. Jazz Masters of the 40s. Da Capo Press, New York, 1983.
• Ira Gitler. Swing to Bop. Oxford University Press, New York, 1985.
• Norman Granz. Album Liner Notes for The Jazz Scene. Verve Records, 1949.
• Kinkle, editor. Complete Encyclopedia of Popular Music and Jazz 1900–1950, volume 2. Arlington House Publishers, Westport, Connecticut, 1974.
• Colin Larkin, editor. Guinness Encyclopedia of Popular Music, volume 3. Guinness Publishing, Enfield, England, 1995.
• Albert McCarthy. Big Band Jazz. G.P. Putnam's Sons, New York, 1974.
• Barry Ulanov. Album Liner Notes for Atomic Basie. Roulette Jazz, 1957.
• Barry Ulanov. A History of Jazz in America. Da Capo Press, New York, 1972.