Harald Herresthal har fra 1970-årene vært en av de betydeligste initiativtakerne innen kirkemusikalsk virksomhet. Som professor ved Norges musikkhøgskole (NMH), som konsertgiver og som faglitterær forfatter har han vært en sentral aktør i utviklingen og fornyelsen av norsk kirkemusikk. Fra 1990-årene har han også arbeidet med norsk musikkhistorie på et bredere felt.
Herresthal vokste opp i Neuwied, i Narvik og i Vestfossen i Buskerud og tok latinartium i Drammen 1962. Som student ved Musikkonservatoriet i Oslo ble han samtidig fra 1964 timelærer i musikkhistorie. Han avla høyere organist- og kantoreksamen 1966 og studerte orgelspill i kortere perioder i de følgende år i Genève, Paris, Mechelen og Berlin. 1968 ble han cand.philol. ved Universitetet i Oslo med musikkvitenskap hovedfag. Samme år holdt han debutkonsert som organist i Paulus kirke og ble fast ansatt som lærer ved Musikkonservatoriet. Ved delingen av konservatoriet fulgte Herresthal med til det nyopprettede NMH 1973 som en av de sentrale lærere. Han ble amanuensis, fra 1978 professor i kirkemusikk og var rektor ved NMH 1980–83.
I sin undervisning i kirkemusikk har han kunnet trekke inn egen erfaring både som organist i en menighet og som konsertgiver. Herresthal var organist i 1. metodistkirke 1965–67, Grefsen kirke 1967–73 og Majorstuen kirke fra 1974. Organistarbeidet har i de to siste menighetene også omfattet kordirigering.
Som konsertorganist har han vært en viktig formidler av nyere norsk musikk både på konserter og gjennom en rekke plateinnspillinger, og han kombinerer ofte konserter med foredrag. 1974 uroppførte han Rorate av Egil Hovland i NRK, 1978 Suite d'orgue av Knut Nystedt i Bergen, og 1981 Il canto del mare av Hovland i Strasbourg. Samtidig har han vært aktiv i arbeidet for fornyelse av salmesang og liturgi. Han var med i siste fase av redaksjonsarbeidet for Norsk salmebok (1985) og har komponert barnesalmer, bl.a. i samlingene Brenn, hjerte, brenn (1979) og Alle store har vært små (1986). 8 av hans melodier er med i Norsk salmebok, og flere er tatt inn i andre lands salmebøker.
Hans arbeid for norsk kirkemusikk har også skjedd gjennom organisasjonslivet. 1973–76 var han formann i Norges Organistforbund og samtidig redaktør for forbundets tidsskrift Norsk Kirkemusikk.
Som skribent har han vært aktiv i spennet fra musikkanmeldelser til ruvende biografier. Som kritiker har han skrevet i Aftenposten 1969–88 og også vært innom spaltene i Morgenbladet og Verdens Gang. I 1970-årene kom hans første biografiske arbeider i artikkelform, om Conrad Baden, Egil Hovland og Arild Sandvold. I de følgende årene kom flere viktige oversiktsartikler om et emne der den norske litteraturen har vært meget sparsom, samlet i Koralen og salmesangens historie i boken En ny sang for Herren. Han har også skrevet om Knut Nystedt.
Samtidig har han i større grad arbeidet med andre emner innen norsk musikkhistorie. Dette kan også sees i sammenheng med at han har vært medlem av en rekke musikkutvalg innen Festspillene i Bergen, Kirkefestspillene i Kristiansand, Utenriksdepartementet og Norsk kulturråd, og han har arbeidet med flere nordiske og internasjonale konferanser, utstillinger og utgivelser. Han har vært bidragsyter til de to store internasjonale musikkleksika Grove og Die Musik in Geschichte und Gegenwart og deres nyutgivelser ved århundreskiftet. I sistnevnte er han hovedansvarlig for artiklene om norske komponister. Han har publisert bøker om norsk musikk på tyske og franske forlag og står sentralt i arbeidet med å utgi det nye verket Norges musikkhistorie, som medredaktør av bind 2 og 3.
Hans mest omfattende musikkhistoriske arbeider er to bøker utgitt 1993. Biografien om den tysk-norske 1800-tallsmusikeren Carl Arnold er også en skildring av gullalderen i norsk musikkliv; Arnold var bl.a. lærer for Halfdan Kierulf og Johan Svendsen. Denne perioden arbeidet Herresthal videre med i Med Spark i Gulvet og Quinter i Bassen. Musikalske og politiske bilder fra nasjonalromantikkens gjennombrudd i Norge. I denne rikholdige kulturhistoriske fremstillingen tar han opp spenningen mellom innvandrende utenlandske musikere og europeisk kultur på den ene siden og nasjonal egenart på den andre.
Harald Herresthal fikk 2001 Lindemanprisen for sitt arbeid med å formidle kunnskap om og interesse for norsk musikk. 2003 ble han utnevnt til æresdoktor ved Universität der Kunste i Berlin.