1877 году он, без ведома родителей, поступил вольноопределяющимся в 1-й лейб-драгунский Московский Его Величества полк, чтобы принять участие в Русско-турецкой войне. Он был при осаде Плевны, затем, в отряде генерала Радецкого, оборонял Шипку, участвовал в сражении при Шипке-Шейново.
В 1878 году сдал экзамены в Тверском кавалерийском училище, получил чин прапорщика. Служил в гусарах.
В 1904 году был назначен командиром 15-го драгунского Александрийского полка, расквартированного в городе Калише (Великопольское воеводство в современной Польше).
В 1905 году, во время первой русской революции, временно исполнял обязанности Калишского генерал-губернатора. Разгонял демонстрации одним своим голосом, приказал высечь политических заключённых за попытку бунта и арестовал прокурора, отпустившего арестованного по приказу Келлера агитатора.
Был приговорён к смерти боевой организацией Польской партии социалистов. Пережил два покушения.
В апреле 1905 года в него бросили бомбу. Келлер поймал её на лету, положил на сиденье коляски, а сам с револьвером бросился в магазин преследовать убегавшего террориста.
В мае 1906 года был контужен и ранен осколками бомбы. «Продолжал спокойно отдавать приказания, что предотвратило разгром еврейского квартала солдатами, возмущенными этим покушением». После этого случая до конца жизни он хромал.
Затем командовал лейб-гвардии Драгунским полком. В 1912 году стал командующим 10-й кавалерийской дивизией, а годом позже получил звание генерал-лейтенанта.
Участвовал в Первой Мировой войне с августа 1914 года, отличился храбростью и умением управлять войсками. В конце 1914 года императрица Александра Фёдоровна отзывалась о нем: «…граф Келлер делает что-то невероятное. Со своею дивизиею он перешёл уже Карпаты и, несмотря на то, что Государь просит его быть поосторожнее, он отвечает Ему: “Иду вперёд”. Большой он молодец…»
В 1915 году возглавил 3-й конный корпус, а в январе 1917 года получил звание полного генерала от кавалерии.
Результатов Февральской революции Келлер не признал, в начале марта 1917 года отправил Николаю II телеграмму, в которой призывал его не отказываться от престола: «Третий конный корпус не верит, что Ты, Государь, добровольно отрёкся от престола. Прикажи, Царь, придём и защитим Тебя!» Император телеграмму не получил – окружение не пропускало к нему подобную информацию.
Генерал Келлер вступил в конфликт с министром Гучковым и генералом Маннергеймом, который уговаривал его принести присягу Временному правительству. В результате его отправили в отставку.
Летом 1918 года отказался присоединиться к Антону Деникину, будучи несогласным с политикой «непредрешенчества» и расчёта на Учредительное собрание (белые до конца считали, что будущее устройство России должно определяться демократическим путём).
В ноябре 1918 года, находясь в Киеве, возглавил Северную армию, на что был благословлен Св. Патриархом Тихоном (патриаршие дары – шейная иконка Державной Богоматери и просфора – были доставлены в Киев епископом Нестором Камчатским). Помимо него, патриаршего благословения удостоился только адмирал Колчак.
Выехать в Псков, где находился штаб Северной белой армии, так и не успел. При известии о подходе сил Петлюры к Киеву и разгроме ими офицерской дружины Святополк-Мирского, гетман Павел Скоропадский назначил Келлера командующим Украинской армией.
Ему удалось организовать оборону города и нанести болезненные удары Петлюре. Однако генерал начал предъявлять претензии на диктаторскую власть, совершенно не считаясь с гетманом.
26 ноября, выступая на похоронах убитых петлюровцами офицеров дружины генерала Кирпичёва, Келлер ультимативно потребовал передачи ему, как главнокомандующему, всей полноты власти (в том числе и над Советом министров). Министры иностранных дел и юстиции, по поручению правительства, заявили Келлеру, что он «неправильно понимает существо своей власти». Келлеру было также поставлено в вину то, что в своих воззваниях он «говорит об единой России, игнорируя вовсе Украинскую державу». После этого инцидента командующим вновь стал генерал Александр Долгоруков, бывший на этом посту до Келлера. Последний был назначен его помощником без определённых обязанностей.
Во время взятия Киева 14 декабря 1918 года Келлер собрал вокруг себя отряд в 30 офицеров и юнкеров. Он встретил наступавших на Крещатике и отбросил их, но, видя безнадёжность сопротивления, отступил со своим отрядом в Михайловский монастырь, где приказал своим подчинённым снять погоны и скрыться, сам же остался ждать своей участи.
К Келлеру явился германский полковник Купфер, который предложил ему укрыться в германской комендатуре. Келлер сначала отказывался, но потом, под давлением окружения, дал согласие: «почти насильно» его повели к воротам монастыря, за которыми ждал автомобиль. Но когда уже у ворот немцы предложили ему сдать личное оружие (в том числе пожалованную ему лично царём Георгиевскую шашку), снять погоны и накинуть поверх его одежды немецкую офицерскую шинель, граф вспылил и вернулся к себе со словами: «Если вы меня хотите одеть совершенно немцем, то я никуда не пойду».
Отказался он и от предложения монахов воспользоваться подземным ходом. Келлер был арестован петлюровцами. Отобранное у него георгиевское оружие было преподнесено в дар Симону Петлюре. Опоясанный этой шашкой, атаман и въезжал в занятую его войсками украинскую столицу.
21 декабря генерал и оба его адъютанта были убиты конвоем при переводе в тюрьму у памятника Богдану Хмельницкому на Софийской площади, якобы при попытке к бегству. По воспоминаниям киевлян, на этом месте до самой весны оставалась лужа крови…
Тела убитых были найдены епископом Нестором Камчатским в морге Анатомического театра на Фундуклеевской и похоронены под чужими именами в Покровском монастыре в Киеве. Могилы не сохранились.
Булгаков мог быть знаком с Келлером во время работы в Каменец-Подольском военном госпитале.
Это основной прототип полковника Феликса Най-Турса: тот тоже отличался огромным ростом («длинное тело» в сцене в морге; Келлер был двухметрового роста, что хорошо видно на фото), картавил, хромал, был гусаром, пытался организовать оборону и, поняв её бесперспективность, дал скрыться своим бойцам. Другими прототипами были уланский офицер и белогвардеец Николай Шинкаренко (сумел эвакуироваться и стал в эмиграции писателем) и полковник лейб-гвардии Гусарского полка, сиамский принц Най-Пум.
Частично образ Келлера нашел отражение в образе полковника Малышева, командовавшего в «Белой гвардии» мортирным дивизионом. Кстати, сцена с Малышевым – совершенно автобиографическая, единственно, что доктор Булгаков, в отличие от доктора Турбина, добрался до дому без приключений. Но сами приключения, скорее всего, вымысел только частичный – Булгаков явно пользовался историей, рассказанной ему кем-то из знакомых. В какой-то степени это могла быть история его брата Николая, попавшего в плен к петлюровцам и бежавшего из импровизированной тюрьмы в здании Педагогического музея (сейчас – Дом учителя).
В пьесе черты Келлера присутствуют в образе полковника Алексея Турбина, погибшего в бою с петлюровцами (образ полковника Турбина Булгаков собрал из элементов образов доктора Турбина, Малышева и Най-Турса).
Сцена с попыткой спасения Келлера немцами использована при описании бегства гетмана. Только она описана как удачная