Родился 27 сентября 1966 г. в г. Алапаевске Свердловской области.
В 2001 г. окончил Ульяновский государственный университет по специальности "экономист".
Трудовую деятельность начал в 1985 г. машинистом автокрана на заводе "Стройдормаш" в Алапаевске.
С 1985 по 1987 г. служил в армии.
В 1988 г. был направлен в Ульяновск по комсомольской путевке. Работал автослесарем Ульяновского авиационно-промышленного комплекса, затем водителем на разных предприятиях города, в том числе на мостопоезде №829.
С 1991 г. занимался предпринимательством. В 1994 г. стал одним из учредителей девелоперской компании "Максима-Х", с 1999 г. занимал пост генерального директора компании.
6 февраля 2005 г. был избран депутатом Ульяновской городской думы III созыва по Железнодорожному одномандатному избирательному округу №2, набрав 56,68% (баллотировался в порядке самовыдвижения). 14 марта 2010 г. избран в гордуму IV созыва по Железнодорожному округу №2 (самовыдвиженец; получил 73,6%). В 2005-2011 гг. - председатель комитета по бюджету и экономической политике, член депутатской группы "Справедливая Россия".
2 декабря 2007 г. принимал участие в выборах депутатов Государственной думы РФ V созыва по списку партии "Справедливая Россия: Родина/Пенсионеры/Жизнь". Баллотировался под вторым номером в составе региональной группы №77 (Ульяновская область). По итогам распределения мест думский мандат не получил.
До 2012 г. являлся членом политической партии "Справедливая Россия", входил в центральный совет партии. С октября 2010 г. по ноябрь 2012 г. - председатель регионального совета "Справедливой России" в Ульяновской области.
В 2011-2016 гг. - депутат Государственной думы РФ VI созыва. Был избран 4 декабря 2011 г. по списку партии "Справедливая Россия" (на выборах возглавлял региональную группу №10, Республика Мордовия, Ульяновская область). Член комитета Госдумы по физической культуре, спорту и делам молодежи. С декабря 2011 г. был членом фракции "Справедливая Россия". В октябре 2012 г. заявил, что выходит из нее, чтобы присоединиться к пятерым участникам т. н. группы независимых депутатов (не зарегистрирована). Группа была образована в сентябре 2012 г. членами фракции эсеров, отстраненными от работы в ней за отказ подчиниться требованию партийного руководства по голосованию за кандидатуру Дмитрия Медведева на пост премьер-министра. Формально Харлов оставался членом фракции "Справедливая Россия" до окончания срока своих депутатских полномочий.
С 6 октября 2016 г. по октябрь 2021 г. - член Совета Федерации РФ - представитель от исполнительного органа государственной власти Ульяновской области. Был наделен полномочиями сенатора губернатором области Сергеем Морозовым. В октябре 2021 г. сенатором от области стал Айрат Гибатдинов.
Президент Ульяновской спортивной организации "Федерация автомотоспорта", член совета Российской автомобильной федерации. Входил в попечительский совет по развитию спорта в Ульяновской области.
Создатель гоночной команды "Максмотор-Ульяновск". Принимал участие в российских и международных соревнованиях. Участвует также в велопробегах.
Попечитель Ульяновского областного театра драмы, занимается благотворительностью. Удостоен награды "Меценат года" (2009; Ульяновская область).
Сумма декларированного дохода за 2017 г. составила 5 млн 82 тыс. руб.
Сумма декларированного дохода за 2018 г. составила 5 млн 84 тыс. руб.
Сумма декларированного дохода за 2019 г. составила 8 млн 280 тыс. руб.
Сумма декларированного дохода за 2020 г. составила 5 млн 771 тыс. руб.
Награжден медалью ордена "За заслуги перед Отечеством" II степени (2020).