Odd Hilt utførte monumentalfigurer og krigsminnesmerker i et hovedsakelig naturalistisk formspråk, men er også kjent for sine nære skildringer av barn og ungdom.
Hilt begynte 16 år gammel på Statens Håndverks- og Kunstindustriskole 1931 og gikk 1933–36 på Statens Kunstakademi. Han debuterte på Høstutstillingen 1934 med en byste i kleberstein. 1936 avholdt han sin første utstilling i Kunstnerforbundet i Oslo, og samme år ble han knyttet til restaureringsarbeidene ved Nidarosdomen, hvor han utførte om lag 40 større og mindre arbeider. Hans 14 anfangerfigurer i kleberstein og fremstillingen av månedene i form av allegoriske skikkelser representerte med sin stiliserte, dekorative stil et selvstendig bidrag til utsmykningen.
Under den annen verdenskrig deltok Hilt i motstandsarbeidet, ble arrestert og satt i Falstad fangeleir 1941–42. Han flyktet til Sverige og var bosatt i Stockholm frem til 1945. Under krigen laget han på oppdrag av det svenske kommunistpartiet en byste av Martin Andersen Nexø til dennes 75-årsdag, fire relieffer som bidrag til utstillingen Konstnärer i landsflykt og, i samarbeid med arkitekt Helge Thiis, Apostelfigurer i malt tre til altertavle i Malmberget kirke.
1947–49 reiste Hilt til Hellas og Frankrike og studerte bl.a. hos Ossip Zadkine i Paris. Oppholdet hos Zadkine inspirerte ham til å legge sterkere vekt enn før på abstrakte formkvaliteter, som forskyvning av plan og form, og kontraster mellom konvekse og konkave former som danner et abstrakt rytmisk mønster, riktignok aldri løsrevet fra et realistisk grunnsyn. Den eksperimentelle teakfiguren Pike med gitar viser spor av innflytelse fra Zadkine.
Hilt var medstifter og første formann i Trøndelag Bildende Kunstnere 1949–51 og spilte en aktiv rolle ved opprettelsen av Kunstskolen i Trondheim, der han underviste 1946–51. Han var lærer i modellering ved arkitektlinjen på NTH 1949–50, men flyttet 1951 tilbake til Oslo, hvor han siden bodde og arbeidet på Ekely.
Hilt utførte flere krigsmonumenter; relieffet Arkebusering (for Falstad fangeleir i Nord-Trøndelag) viser en eksekusjonspelotong som henretter tre patrioter, Minnesmerke over falne styremedlemmer i NKP (Nordre Gravlund i Oslo) viser en ung mann som reiser seg som et symbol på sosialismens uovervinnelighet, og Appell (Horten) fremstiller en kvinne som slår heftig ut med armen. Han laget også en Bauta over falne idrettsfolk med hugde relieffer og et Minnesmerke over falne i Berlevåg.
Hilts arbeider har ofte et fortellende moment knyttet til skulpturens plassering: I Fortuna bearbeidet Hilt en tradisjonell gallionsfremstilling. I skildringen av unge og gamle i Ved vannposten skapte han et verk som bringer opplevelsen av plassen i kontakt med hvordan strøket var før det ble revet og rehabilitert. Det illustrerende og litterære moment kommer sterkt til uttrykk også i det sene verket Familiegruppe, en malt treskulptur i naturlig størrelse.
De beste av Hilts monumenter har et dempet og intimt preg og en sluttet form. Hans portrettbyster og fremstillinger av ungdom er preget av stor innlevelsesevne og sympati for modellene. Fra 1940 arbeidet Hilt også med terrakotta og utførte ofte mindre utgaver av sine skulpturer med tanke på å gjøre billedhuggerkunsten tilgjengelig i bredere lag. Hilt laget også flere mindre arbeider i tre, der han i en karikert og humoristisk form kommenterer samtidens politikk.
Odd Hilt var marxist, knyttet til Norges Kommunistiske Parti siden oppholdet på Falstad; han var formann i Sambandet Norge-Sovjetunionen og senere i Vennskapssambandet Norge-Kina.
Hilt ble benyttet i kunstneriske komiteer, råd og styrer.