남궁요열은 광주광역시 출생으로 1931년 배재고등학교를 졸업한 뒤 일본으로 유학을 가서 1937년 미우라 다마키 오페라학원에서 연수하고, 1938년에는 도쿄 에리안나 파블로바 발레연구소에서 연수하였다. 1941년 일본대학 예술과를 졸업한 후 1944년에는 우에노 음악학교에서 작곡을 공부하였다.
일본에서 귀국한 후, 남궁요열은 1946년 해군에 입대하여 1948년 9월 해군사관학교를 수료하고 소위로 임관하였다. 임관과 동시에 해군군악대에서 활동하였으며, 1949년 4월에 설립된 해군군악학교의 초대 교장으로 취임하였다. 이후 1962년 중령으로 예편할 때까지 해군본부 군악관을 비롯하여 해군본부 군악대장 등을 역임하면서 해군 군악대 발전에 큰 공헌을 하였다. 한편, 그는 1946년 전국취주악연맹 상임이사와 고려교향악단 운영위원 겸 오보에 주자, 1947년에는 조선관악연구회 회장으로서 서양의 관악을 본격적으로 도입을 하였고 또 민간 관악의 발전에도 이바지하였다.
군대에서 예편한 후, 1973년에는 한국관악지도자회를 조직하여 한국 관악 발전에 앞장섰으며, 1980년에는 재향군인회 3군군악회 총회장, 1984년에는 한국음악개발연구소 대표, 한국음악협회 이사장, 대한민국예술인 총연합회 이사, 한국관악협회 회장을 역임하였다. 또한, 아시아마칭밴드페스티벌을 주최하고, 한국취주악연맹과 서울필하모닉심포니 오케스트라를 조직하는 등 우리나라 음악 발전에 평생을 바쳤다.
남궁요열의 저서로는 우리나라 관악의 역사를 체계적으로 정리한 『개화기의 한국음악』을 비롯하여, 『화성학』, 『악기교본』, 『관악교본』, 『호른 교칙본』 등이 있다.
그는 금성화랑 무공훈장을 비롯하여, 대통령상, 국방부장관상, 재향군인회상 등을 받았다.